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质谱仪是用来测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,如图所示,电容器两极板相距为...

质谱仪是用来测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,如图所示,电容器两极板相距为d,两板间电压为U,极板间匀强磁场的磁感应强度为B1,方向垂直纸面向外。一束电荷电量相同、质量不同的带正电的粒子,沿电容器的中线平行于极板射入电容器,沿直线匀速穿过电容器后进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外。结果分别打在感光片上的a、b两点,设a、b两点之间距离为满分5 manfen5.com,粒子所带电荷量为q,且不计重力,求:

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(1)粒子在磁场B1  中直线运动时速度v的大小?

(2)打在a、b两点的粒子的质量之差满分5 manfen5.com

(3)试比较这两种带电粒子在磁场B2中运动时间的大小关系,并说明理由?

 

(1) (2)△m= (3)见解析 【解析】 试题分析: (1)两极板间电场强度 (1分) 粒子在电容器中做直线运动,故 (2分) 解得 (1分) (2)带电粒子在匀强磁场B2中做匀速圆周运动, 则 (2分) 打在a处的粒子的质量 打在b处的粒子的质量 (2分) 又△x=2R1-2R2 联立得△m=m1-m2= (2分) (3)打在a处的粒子的运动时间大于打在b处的粒子的运动时间 (2分) 因为 , 又因为m1>m2 故 (3分) 考点:本题考查点带粒子在电场和磁场中的运动综合性较强。  
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考点分析:
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如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒,导体棒中通有大小为I、方向垂直纸面向里的电流,欲使导体棒静止在斜面上,可以施加方向垂直于导体棒的匀强磁场。求:

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(1)若匀强磁场的方向在竖直方向,则磁场方向是向上还是向下?磁感应强度B1为多大?

(2)若导体棒与斜面间无挤压,则施加的磁场方向如何?则磁感应强度B2为多大?

(3)沿什么方向施加匀强磁场可使磁感应强度最小?最小值B3为多少?

 

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如图所示,一束质量满分5 manfen5.com、电荷量满分5 manfen5.com的带负电的粒子以某一速率通过一个矩形空间的匀强磁场,磁感应强度B=0.2T;速度方向与磁感线垂直,带电粒子从A点沿AD方向射入,已知AB=DC=0.4m,AD=BC=满分5 manfen5.com,求:

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(1)若带电粒子的运动速率为满分5 manfen5.com,则其在磁场中运动半径R1为多少?

(2)若带电粒子恰好从C点离开磁场,则其在磁场中运动半径R2和速率v2各为多少?

 

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如图所示的电路中,R1=2Ω,R2=6Ω,S闭合时,电压表V的示数为7.5V,电流表A的示数为0.75 A,S断开时,电流表A的示数为1A,求:

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(1)电阻R3的值;

(2)电源电动势E和内阻r的值.

 

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如图所示,一带电小球的质量m=2×10-4kg 用长为L=0.8m的细线悬挂在水平方向的匀强电场中的O点,电场场强E=3×104N/C当细线与竖直方向夹角为θ=37o时,小球恰好静止在A点。(g=10m/s2  sin37O=0.6cos37O=0.8)求

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(1)小球带什么电?电量是多少?

(2若剪断细线,则带电小球的运动轨迹是直线还是曲线?加速度是多少?

(3)若小球由竖直方向的P点静止释放,运动到A位置的过程中,电场力做多少功?

 

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如图所示,虚线EF的下方存在着正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度为E,磁感应强度为B.一带电微粒自离EF为h的高处由静止下落,从B点进入场区,做了一段匀速圆周运动,从D点射出.下列说法正确的是       

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A.微粒受到的电场力的方向一定竖直向上

B.微粒做圆周运动的半径为满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com

C.从B点运动到D点的过程中微粒的电势能和重力势能之和在最低点C最小

D.从B点运动到D点的过程中微粒的电势能先增大后减小

 

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