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如图所示为质谱仪的原理图,电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差...

如图所示为质谱仪的原理图,电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后,进入粒子速度选择器,选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强电场的场强为E,方向水平向右.带电粒子能够沿直线穿过速度选择器,从G点既垂直直线MN又垂直于磁场的方向射入偏转磁场.偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场.带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片的H点.已知偏转磁场的磁感应强度为B2,带电粒子的重力可忽略不计.求:

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(1)粒子从加速电场射出时速度的大小;

(2)粒子速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小和方向;

(3)带电粒子进入偏转磁场的G点到照相底片H点的距离L.

 

(1)粒子从加速电场射出时速度的大小为; (2)粒子速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小为E,方向垂直纸面向外; (3)带电粒子进入偏转磁场的G点到照相底片H点的距离为. 【解析】 试题分析:(1)由动能定理求解从加速电场射出时的速度; (2)粒子能够沿直线穿过速度选择器,由受力平衡和左手定则,求得磁感应强度B1的大小和方向; (3)带电粒子进入偏转磁场后做匀速圆周运动,由几何关系得到半径,由洛伦兹力提供向心力求得G点到照相底片H点的距离. 【解析】 (1)粒子在电场中运动只有电场力做功, 根据动能定理可得, qU=mv2 可以求得粒子从加速电场射出时速度v的大小v为, v= (2)粒子在速度选择器中受力平衡, 所以qE=qvB1, 所以磁感应强度B1的大小为 B1==E, 根据左手定则可知,磁感强度B1的方向垂直纸面向外; (3)粒子垂直进入磁场,做圆周运动,半径的大小为r,由由洛伦兹力提供向心力得:qvB2=m 所以,r== 由几何关系得;L=2r= 答:(1)粒子从加速电场射出时速度的大小为; (2)粒子速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小为E,方向垂直纸面向外; (3)带电粒子进入偏转磁场的G点到照相底片H点的距离为. 【点评】粒子在速度选择器中的运动可以分为匀加速直线运动、匀速运动和匀速圆周运动,根据不同阶段的运动的特点来分类解决.  
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考点分析:
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如图所示,在倾角为θ=30°的斜面上,固定一宽L=0.25m的平行金属导轨,在导轨上端接入电源和变阻器.电源电动势E=12V,内阻r=1.0Ω一质量m=20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好.整个装置处于磁感强度B=0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计).金属导轨是光滑的,取g=10m/s2,要保持金属棒在导轨上静止,求:

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(1)金属棒所受到的安培力;

(2)通过金属棒的电流;

(3)滑动变阻器R接入电路中的阻值.

 

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如图所示电路,变阻器R1最大阻值为4Ω,此时它的有效阻值为2Ω,定值电阻R2=6Ω,电源内阻r=1Ω.当开关闭合时,电源消耗的总功率为16W,输出功率为12W,此时电灯恰好正常发光,求:

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(1)电灯的电阻.

(2)当开关S断开时,要使电灯仍正常发光,R1的滑动片应移至什么位置?

 

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如图所示,平行金属板长为L,一个带电为+q,质量为m的粒子以初速度v0紧贴上板垂直射入电场,刚好从下板边缘射出,末速度恰与下板成30°角,粒子重力不计.求:

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(1)粒子末速度大小;

(2)电场强度;

(3)两极间距离d.

 

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某同学采用如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1Ω,电压表(0﹣3V 3kΩ),电流表(0﹣0.6A 1.0Ω),滑动变阻器有R1(10Ω 2A)和R2(100Ω 0.1A)各一只;

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(1)实验中滑动变阻器应选用     (选填R1.R2

(2)在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路.

(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,由图可较准确求出电源电动势E=      V,内阻r=      Ω.

 

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用多用电表的欧姆档检测晶体二极管的好坏.将表笔c、d分别与二极管a、b端接触,其结果如图所示.

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(1)对调表笔所接触的端点,再进行上述检测,若结果如图B所示,则可以判定二极管是      的,若结果如图C所示,则可以判定该二极管是      的.(好、坏)

(2)可以判定,完好的二极管的a端是      极,b端是      极.(正、负)

 

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