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如图所示为质谱仪的原理图,A为粒子加速器,电压为U1;B为速度选择器,磁场与电场...

如图所示为质谱仪的原理图,A为粒子加速器,电压为U1B为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B1,板间距离为dC为偏转分离器,磁感应强度为B2.今有一质量为m、电量为q的正离子经加速后,恰好通过速度选择器,进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动,求:

1)粒子的速度v

2)速度选择器的电压U2

3)粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R

 

(1).(2)B1d.(3). 【解析】试题分析:(1)根据动能定理qU1=mv2求出粒子的速度v. (2)在速度选择器中作匀速直线运动,电场力与洛仑兹力平衡,根据Eq=qvB1求出电压U2. (3)根据洛仑兹力提供向心力,,求出粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R. 【解析】 (1)粒子经加速电场U1加速,获得速度V,由动能定理得: qU1=mv2解得v= 故粒子的速度为. (2)在速度选择器中作匀速直线运动,电场力与洛仑兹力平衡得 Eq=qvB1即 U2=B1dv=B1d 故速度选择器的电压U2为B1d. (3)在B2中作圆周运动,洛仑兹力提供向心力,有, R=. 故粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R为. 【点评】解决本题的关键掌握动能定理,以及知道在速度选择器中作匀速直线运动,电场力与洛仑兹力平衡.  
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(1)判断两个玻璃管T1T2液面哪个高简要说明理由;

(2)求导电液体的电阻R.

 

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最近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.开始时炮弹静止在轨道的一端通以电流后炮弹会被磁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d0.10 m导轨长L5.0 m炮弹质量m0.30 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B2.0 T方向垂直于纸面向里.若炮弹出口速度为v2.0×103 m/s忽略摩擦力与重力的影响以及发射过程中电流产生的焦耳热试求:

(1)通过导轨的电流I

(2)发射过程中电源的最大输出功率P.

 

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用相同金属材料制成的两根粗细均匀的电阻丝,质量分别为m1m2,横截面积分别为S1S2.若电阻丝两端加相同的电压,垂直于磁场方向放入同一匀强磁场中,两电阻丝所受的安培力F1F2的大小关系为( )

A. m1m2S1=S2,则F1F2

B. m1m2S1=S2,则F1=F2

C. m1=m2S1S2,则F1=F2

D. m1=m2S1S2,则F1F2

 

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如图所示,两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的MN两小孔中, OMN连线中点,连线上ab两点关于O点对称。导线均通有大小相等、方向向上的电流。已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度,式中k是常数、I是导线中电流、r为点到导线的距离。一带正电的小球

以初速度v0a点出发沿连线运动到b点。关于上述过程,下列说法正确的是( )

A. 小球先做加速运动后做减速运动

B. 小球一直做匀速直线运动

C. 小球对桌面的压力先减小后增大

D. 小球对桌面的压力一直在增大

 

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