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    (12分)(2010·苏州模拟)质谱仪可测定同位素的组成．现有一束一价的钾39和钾41离子经电场加速后，沿着与磁场和边界均垂直的方向进入匀强磁场中，如图11所示．测试时规定加速电压大小为U0，但在实验过程中加速电压有较小的波动，可能偏大或偏小ΔU.为使钾39和钾41打在照相底片上的区域不重叠，ΔU不得超过多少？(不计离子的重力)
    U0
    设加速电压为U，磁场的磁感应强度为B，电荷的电荷量为
    q，质量为m，运动半径为R，则
    由qU＝mv2，qvB＝m，
    解得R＝ 
    由此式可知，在B、q、U相同时，m小的半径小，所以钾39半径小，钾41半径大；在m、B、q相同时，U大半径大．
    设：钾39质量为m1，电压为U0＋ΔU时，最大半径为R1；钾41质量为m2，电压为
    U0－ΔU时，钾41最小半径为R2.则
    R1＝ 
    R2＝ 
    令R1＝R2，则m1(U0＋ΔU)＝m2(U0－ΔU)
    解得：
    ΔU＝U0＝U0＝U0.
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    相关习题

    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    (2011年福州质检)如图9－3－15所示，两根电阻忽略不计的相同金属直角导轨相距为l，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面，且都是足够长．两金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．回路总电阻为R，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中．现使杆ab受到F＝5.5＋1.25t(N)的水平外力作用，从水平导轨的最左端由静止开始向右做匀加速直线运动，杆cd也同时从静止开始沿竖直导轨向下运动．已知：l＝2 m，mab＝1 kg，mcd＝0.1 kg，R＝0.4 Ω，μ＝0.5，g取10 m/s2.求：

    图9－3－15
    (1)磁感应强度B的大小；
    (2)cd杆下落过程达最大速度时，ab杆的速度大小．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （2010·上海物理）（14分）如图，宽度L=0.5m的光滑金属框架MNPQ固定板个与水平面内，并处在磁感应强度大小B=0.4T，方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非均匀分布，将质量m=0.1kg，电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上，并且框架接触良好，以P为坐标原点，PQ方向为x轴正方向建立坐标，金属棒从处以的初速度，沿x轴负方向做的匀减速直线运动，运动中金属棒仅受安培力作用。求：

    （1）金属棒ab运动0.5m，框架产生的焦耳热Q；
    （2）框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系；
    （3）为求金属棒ab沿x轴负方向运动0.4s过程中通过ab的电量q，某同学解法为：先算出金属棒的运动距离s，以及0.4s时回路内的电阻R，然后代入
    q=

    求解指出该同学解法的错误之处，并用正确的方法解出结果。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，绝缘的水平桌面上方有一竖直方向的矩形区域，该区域是由三个边长均为L的正方形区域ABFE、BCGF和CDHG首尾相接组成的，且矩形的下边EH与桌面相接．三个正方形区域中分别存在方向为竖直向下、竖直向上、竖直向上的匀强电场，其场强大小比例为1:1:2．现有一带正电的滑块以某一初速度从E点射入场区，初速度方向水平向右，滑块最终恰从D点射出场区．已知滑块在ABFE区域所受静电力和所受重力大小相等，桌面与滑块之间的滑动摩擦因素为0.125，重力加速度为g，滑块可以视作质点．求：

    （1）滑块进入CDHG区域时的速度大小．
    （2）滑块在ADHE区域运动的总时间．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    (10分)A、B为一平行板，板长为l，两板间距离为d，板间区域内充满着匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一个质量为m，带电荷量 为+q的带电粒子以一定初速度沿A、B两板中线且垂直于磁感线方向射入磁场中，粒子恰好从A板的右边界飞出。粒子重力不计。求：

    (1)粒子在磁场中运动的轨道半径r和射入磁场的初速度v0各是多少？
    (2)粒子在磁场中运动的时间t是多少？

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图9所示，光滑的“∏”形金属导体框竖直放置，质量为m的金属棒MN与框架接触良好．磁感应强度分别为B1、B2的有界匀强磁场方向相反，但均垂直于框架平面，分别处在abcd和cdef区域．现从图示位置由静止释放金属棒MN，当金属棒进入磁场B1区域后，恰好做匀速运动．以下说法中正确的有(　　)
    A．若B2＝B1，金属棒进入B2区域后将加速下滑
    B．若B2＝B1，金属棒进入B2区域后仍将保持匀速下滑
    C．若B2<B1，金属棒进入B2区域后可能先加速后匀速下滑
    D．若B2>B1，金属棒进入B2区域后可能先减速后匀速下滑

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    在某地上空同时存在着匀强的电场与磁场，一质量为m的带正电小球，在该区域内沿水平方向向右做直线运动，如图6所示，关于场的分布情况可能的是(　　)
    A．该处电场方向和磁场方向重合
    B．电场竖直向上，磁场垂直于纸面向里
    C．电场斜向里侧上方，磁场斜向外侧上方，均与v垂直
    D．电场水平向右，磁场垂直于纸面向里

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    (2010年高考江苏卷)如图所示，在匀强磁场中附加另一匀强磁场，附加磁场位于图中阴影区域，附加磁场区域的对称轴OO′与SS′垂直．a、b、c三个质子先后从S点沿垂直于磁场的方向射入磁场，它们的速度大小相等，b的速度方向与SS′垂直，a、c的速度方向与b的速度方向间的夹角分别为α、β，且α＞β.三个质子经过附加磁场区域后能到达同一点S′，则下列说法中正确的有(　　)

    A三个质子从S运动到S′的时间相等
    B．三个质子在附加磁场以外区域运动时，运动轨迹的圆心均在OO′轴上
    C．若撤去附加磁场，a到达SS′连线上的位置距S点最近
    D．附加磁场方向与原磁场方向相同

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （16分）如图所示为某一仪器的部分原理示意图，虚线OA、OB关于y轴对称，， OA、OB将xOy平面分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，区域Ⅰ、Ⅲ内存在水平方向的匀强电场，电场强度大小相等、方向相反。带电粒子自x轴上的粒子源P处以速度v0沿y轴正方向射出，经时间t到达OA上的M点，且此时速度与OA垂直。已知M到原点Ｏ的距离OM = a，不计粒子的重力。求：

    （1）匀强电场的电场强度E的大小；
    （2）为使粒子能从M点经Ⅱ区域通过OB上的N点，M、N点关于y轴对称，可在区域Ⅱ内加一垂直xOy平面的匀强磁场，求该磁场的磁感应强度的最小值和粒子经过区域Ⅲ到达x轴上Q点的横坐标；
    （3）当匀强磁场的磁感应强度取（2）问中的最小值时，且该磁场仅分布在一个圆形区域内。由于某种原因的影响，粒子经过M点时的速度并不严格与OA垂直，成散射状，散射角为，但速度大小均相同，如图所示，求所有粒子经过OB时的区域长度。

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