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10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.请回答下列问题:
(1)在时间t内到达照相底片P上的离子的数目为多少?
(2)单位时间内穿过入口S1处离子流的能量为多大?
(3)试证明这种离子的质量为
在以坐标原点 O为圆心、半径为 r的圆形区域内,存在磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示。 一个不计重力的带电粒子从磁场边界与 x轴的交点 A处以速度 v沿-x方向射入磁场,它恰好从磁场边界与 y轴的交点 C处沿+y方向飞出。
(1)请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷q/m ;
(2)若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为,该粒子仍从 A处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角,求磁感应强度多大?此次粒子在磁场中运动所用时间 t是多少?
如图所示,电阻R1=8Ω,电动机绕组电阻R0=2Ω,当开关S断开时,电阻R1消耗的电功率是2.88 W;当开关S闭合时,电阻R1消耗的电功率是2 W。若电源的电动势为6V,求开关S闭合时,电动机输出的机械功率。
如图13所示,质量为m的导体棒MN静止在水平导轨上,导轨宽度为L,已知电源的电动势为E,内阻为r,导体棒的电阻为R,其余部分与接触电阻不计,磁场方向垂直导体棒斜向上与水平面的夹角为,磁感应强度为B,求轨道对导体棒的支持力和摩擦力。
欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻,要求测量结果尽量准确,现备有以下器材:
A.电池组(3 V,内阻1Ω) C.电流表(0~0.6 A,内阻0.125Ω)
D.电压表(0~3 V,内阻3 kΩ)
(1)实验电路应采用电流表 接法;(填“内”或“外”)
(2)设实验中,电流表、电压表的某组示数如下图所示,图示中I= A,U= V。
某同学采用如下图甲所示的电路测定电源电动势和内电阻,已知干电池的电动势约为1.5V,内阻约2Ω,电压表(0~3V 约3kΩ),电流表(0~0.6A 约1.0Ω),滑动变阻器有R1(10Ω 2A)和R2(100Ω 0.1A)各一只.
(1)实验中滑动变阻器应选用________(选填“R1”或“R2”).
(2)在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路.(3分)
(3)在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的U-I图像,由图可较准确地求出电源电动势E=________V;内阻r=________Ω.