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质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场.如图所示为质谱仪的原理图.设想有一...

质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场.如图所示为质谱仪的原理图.设想有一个静止的质量为m、带电荷量为q的带电粒子(不计重力),经电压为U的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为B的偏转磁场中,带电粒子打到底片上的P点,设OPx,则在图4中能正确反映xU之间的函数关系的是                               (  )        图3

 

说明: 6ec8aac122bd4f6e

图4

 

 

B  【解析】
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考点分析:
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随着生活水平的提高,电视机已进入千家万户,  显像管是电视机的重要组成部分.如图所示为电视机显像管及其偏转线圈L的示意图.如果发现电视画面的幅度比正常时偏小,不可能是下列哪些原因引起的                       (  )                                  图2

A.电子枪发射能力减弱,电子数减少

B.加速电场的电压过高,电子速率偏大

C.偏转线圈匝间短路,线圈匝数减少

D.偏转线圈的电流过小,偏转磁场减弱

 

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“月球勘探者号”空间探测器运用高科技手段对月球进行了近距离勘探,在月球重力分布、磁场分布及元素测定方面取得了新的成果.月球上的磁场极其微弱,通过探测器拍摄电子在月球磁场中的运动轨迹,可分析月球磁场的强弱分布情况,如图1所示是探测器通过月球表面①、②、③、④四个位置时,拍摄到的电子运动轨迹照片(尺寸比例相同),设电子速率相同,且与磁场方向垂直,则可知磁场从强到弱的位置排列正确的是                                              (  )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

图1

A.①②③④        B.①④②③            C.④③②①      D.③④②①

 

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(17分)(2009·江苏高考)1932年,劳伦斯和利文斯顿设计出了回旋加速器.回旋加速器的工作原理如图所示,置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计,磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,A处粒子源产生的粒子,质量为m,电荷量为+q,在加速器中被加速,加速电压为U.加速过程中不考虑相对论效应和重力作用.

说明: 6ec8aac122bd4f6e

图17

(1)求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比;

(2)求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t

(3)实际使用中,磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制.若某一加速器磁感应

强度和加速电场频率的最大值分别为Bmfm,试讨论粒子能获得的最大动能Ekm.

 

 

 

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(14分)一质量为m、电荷量为q的带负电的带电粒子,从A点射入宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场,MNPQ为该磁场的边界线,磁感线垂直于纸面向里,磁场区域足够长.如图所示.带电粒子射入时的初速度与PQ成45°角,且粒子恰好没有从MN射出.(不计粒子所受重力)求:

(1)该带电粒子的初速度v0;                                          图16

(2)该带电粒子从PQ边界射出的射出点到A点的距离x.

 

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(12分)据报道,最近已研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮,其原理如图所示.炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间,并与轨道壁密接.开始时炮弹在导轨的一端,通电流后,炮弹会被磁场力加速,最后从位于导轨另一端的出口高速射出.设两导轨之间的距离d=0.10 m,导轨长 L=5.0 m,炮弹质量m=0.30 kg.导轨上的电流I的方向如图中箭头所示.可认为,炮弹在轨道内运动时,它所在处磁场的磁感应强度始终为B=2.0 T,方向垂直于纸面向里.若炮弹出口速度为 v=2.0×103 m/s,求通过导轨的电流I.(忽略摩擦力与重力的影响)

 

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