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图是质谱仪工作原理的示意图.带电粒子a、b经电压U加速(在A点初速度为零)后,进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动,最后分别打在感光板S上的x1、x2处.图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径,则(  )

 

A.

a的质量一定大于b的质量

 

B.

a的电荷量一定大于b的电荷量

 

C.

a运动的时间大于b运动的时间

 

D.

a的比荷()大于b的比荷(


考点:

带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力;带电粒子在匀强电场中的运动.

专题:

压轴题;带电粒子在磁场中的运动专题.

分析:

带电粒子先在匀强电场中做匀加速直线运动,再进入磁场做匀速圆周运动,轨迹为半圆,本题动能定理和牛顿第二定律求解.

解答:

解:设粒子经电场加速后的速度大小为v,磁场中圆周运动的半径为r,电荷量和质量分别为q、m,打在感光板上的距离为S.

    根据动能定理,得

      qU=mv2,v=

    由qvB=m,r==

   则S=2r=

    得到=

由图,Sa<Sb,U、B相同,则

故选D

点评:

本题属于带电粒子在组合场中运动问题,电场中往往用动能求速度,磁场中圆周运动处理的基本方法是画轨迹.

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:


由于生态环境被破坏,地表土裸露,大片土地沙漠化,加上干旱少雨,我国北方地区春天会出现扬尘天气甚至沙尘暴。据环保部门测定,在北京地区出现严重沙尘暴时,最大风速可达到12 m/s,同时由于大量微粒在空中悬浮,天空呈橙黄色,能见度只有50m左右。

  (1)根据光的散射规律可知,当空中悬浮的微粒直径d与入射光的波长λ之比d/λ=0.1时,该波长的光散射最强。在空气洁净时,主要是大气中的气体分子在散射日光,其中蓝光被散射得最强,所以天空呈蓝色。发生沙尘暴时由于悬浮微粒对光的散射,使得天空呈橙黄色,已知橙黄色光波的平均波长为6.0×10-7m,请计算悬浮微粒的平均直径为多大。

  (2)若某次沙尘暴使空气中悬浮微粒的最高浓度达到5.8x10-6 kg/m3,已知单个悬浮微粒的密度为2.0×103k/m3,这时1.0cm3的空气约含多少颗悬浮微粒?

(3)在一般扬尘天气,风力发电机还可以正常工作。已知风力发电机将空气的动能转化为电能的效率为20%,空气密度为1.29 kg/m3,某风力发电机风车的有效受风面积为4.0 m2,此风力发电机在风速为l0 m/s时的输出电功率为多大?

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在电场中P点放一个检验电荷﹣q,它所受的电场力为F,则关于P点电场强度E,正确的说法是(  )

 

A.

E=,方向与F相同

 

B.

若取走﹣q,P点的电场强度E=0

 

C.

若检验电荷为﹣2q,则E=

 

D.

E与检验电荷无关

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科目:高中物理 来源: 题型:


将一电量为l.6×10﹣8C的负电荷在电场中从A点移动到B点,克服电场力做功为6.4×10﹣6J,则AB两点间电势差为  V.

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,AB是某点电荷电场中一条电场线,在电场线上P处自由释放一个负试探电荷时,它沿直线向B点处运动,对此现象下列判断正确的是(不计电荷重力)(  )

 

A.

电荷向B做匀加速运动

 

B.

电荷向B做加速度越来越小的运动

 

C.

电荷向B做加速度越来越大的运动

 

D.

电荷向B做加速运动,加速度的变化情况不能确定

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科目:高中物理 来源: 题型:


质量为m、带电量为q的小物块,从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑,整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中,磁感应强度为B,如图所示.若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零,下面说法中正确的是(  )

 

A.

小物块一定带有正电荷

 

B.

小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动

 

C.

小物块在斜面上运动时做加速度增大,而速度也增大的变加速直线运动

 

D.

小物块在斜面上下滑过程中,当小球对斜面压力为零时的速率为

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,一个质量为m,带电量为+q的粒子以速度V0从O点沿y轴正方向射入磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,粒子飞出磁场区域后,从点b处穿过x轴,速度方向与x轴正方向的夹角为30°.粒子的重力不计,试求:

(1)圆形匀强磁场区域的最小面积?

(2)粒子在磁场中运动的时间?

(3)b点到O点的距离?

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示的装置,左半部为速度选择器,右半部为匀强的偏转电场.一束同位素离子流从狭缝S1射入速度选择器,能够沿直线通过速度选择器并从狭缝S2射出的离子,又沿着与电场垂直的方向,立即进入场强大小为E的偏转电场,最后打在照相底片D上.已知同位素离子的电荷量为q(q>0),速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为E0的匀强电场和磁感应强度大小为B0的匀强磁场,照相底片D与狭缝S1、S2的连线平行且距离为L,忽略重力的影响.

(1)求从狭缝S2射出的离子速度v0的大小;

(2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度v0方向飞行的距离为x,求出x与离子质量m之间的关系式(用E0、B0、E、q、m、L示).

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图8

如图8所示,质量为m的木块和质量为M的铁块用细线系在一起,浸没在水中,以速度v0匀速下降,剪断细线后经过一段时间,木块的速度大小为v0,方向竖直向上,此时木块还未浮出水面,铁块还未沉到水底,求此时铁块下沉的速度为多大.

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