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    质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具.它的构造原理如图所示，离子源S产生电荷量为q的某种正离子，离子产生时的速度很小，可以看作是静止的，离子经过电压U加速后形成离子流，然后垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，沿着半圆周运动而到达记录它的照相底片P上。实验测得，它在P上的位置到入口处S1的距离为a，离子流的电流为I。

    (1)在时间t内到达照相底片P上的离子的数目为多少？
    (2)这种离子的质量为多少？
    (1) (2)

    试题分析：(1) 离子流的电流为I ，时间t内到达照相底片P上的离子的，
    所以达照相底片P上的离子的数目
    (2) 粒子在电场中加速出射速度为v，由动能定理得①
    离子在磁场中做匀速圆周运动②
    由几何关系，2R=a③
    由以上各式解得：
    点评：质谱仪是电场和磁场知识在科技中的应用,利用质谱仪可以测定带电粒子的质量、比荷、分析同位素．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图甲所示，两平行金属板间距为2l，极板长度为4l，两极板间加上如图乙所示的交变电压（t=0时上极板带正电）．以极板间的中心线OO1为x轴建立坐标系，现在平行板左侧入口正中部有宽度为l的电子束以平行于x轴的初速度v0从t=0时不停地射入两板间．已知电子都能从右侧两板间射出，射出方向都与x轴平行，且有电子射出的区域宽度为2l．电子质量为m，电荷量为e，忽略电子之间的相互作用力．
    （1）求交变电压的周期T和电压U0的大小；
    （2）在电场区域外加垂直纸面的有界匀强磁场，可使所有电子经过有界匀强磁场均能会聚于（6l，0）点，求所加磁场磁感应强度B的最大值和最小值；
    （3）求从O点射入的电子刚出极板时的侧向位移．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    某一回旋加速器，两半圆形金属盒的半径为R，它们之间的电压为U，所处的磁场的感应强度为B，带电粒子的质量为m，电荷量为q，则带电粒子所能获得的最大动能为__________

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    关于回旋加速器，下述说法中不正确是
    A．电场的作用是使带电粒子加速，动能增大
    B．电场和磁场交替使带电粒子加速
    C．磁场的作用是使带电粒子在磁场中回旋，获得多次被加速的机会
    D．D形盒的半径越大，射出的带电粒子获得的能量越多

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    一回旋加速器，当电场的频率一定时，加速α粒子的磁感应强度和加速质子的磁感应强度之比为(　　)
    A．1∶1B．1∶2C．2∶1D．1∶4

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图，用回旋加速器来加速带电粒子，以下说法正确的是
    A．图中加速器出口射出的是带正电粒子
    B．D形盒的狭缝间所加的电压必是交变电压
    C．强磁场对带电粒子做功，使其动能增大
    D．粒子在加速器中的半径越大，周期越长

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示是用电子射线管演示带电粒子在磁场中受洛仑兹力的实验装置图，图中虚线是带电粒子的运动轨迹，那么下列关于此装置的说法正确的是：
    A．A端接的是高压直流电源的正极 B．A端接的是高压直流电源的负极
    C．C端是蹄形磁铁的N极 D．C端是蹄形磁铁的S极

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

     一个质量为m、电荷量为q的粒子，从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为0，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上

    （1）求粒子进入磁场时的速率。
    （2）求粒子照相底片D点到S3的距离

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图甲所示，两平行金属板间存在相互垂直的电场和磁场，两金属板间的电压为U，板间距离为d，两板间的磁场在3t0内的变化规律如图乙所示. 左侧的粒子源沿中心线OO’以v0的速度不断发射质量为m、电荷量为+q的粒子（不计重力）. 已知t=0时刻进入两板间的带电粒子，恰好沿中心线运动，并在t0时刻从O’点穿出两板.

    （1）求磁感应强度B0的方向和大小；
    （2）若t0时刻进入两板间的粒子也能从板间飞出，求飞出时偏离O’点的距离.

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