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质谱仪原理如图所示,a为粒子加速器,电压为U1;b为速度选择器,磁场与电场正交,...

质谱仪原理如图所示,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、电荷量为e的正粒子(不计重力),经加速后,该粒子恰能通过速度选择器,粒子进入分离器后做匀速圆周运动.求:

(1)粒子的速度v为多少?

(2)速度选择器的电压U2为多少?

(3)粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大?

 

(1) (2)B1d (3) 【解析】 【解析】 (1)在电场中,粒子被加速电场U1加速,由动能定理有: 解得粒子的速度: (2)在速度选择器中,粒子受的电场力和洛伦兹力大小相等,则有: 解得速度选择器的电压: (3)在磁场中,粒子受洛伦兹力作用而做圆周运动,则有: 解得半径:  
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电路如图所示,电源电动势,内阻r =2Ω,电阻,,,为平行板电容器,其电容C=3.0PF,虚线到两极板间距离相等,极板长,两极板的间距

 

1)若开关处于断开状态,则当其闭合后,求流过的总电荷量为多少?

2)若开关断开时,有一带电微粒沿虚线方向以的初速度射入的电场中,刚好沿虚线匀速运动,:当开关闭合后,此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中,能否从的电场中射出?( )

 

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如图所示,ABCD为竖立放在场强为E104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的BCD部分是半径为R的半圆环,轨道的水平部分与半圆环相切,A为水平轨道上的一点,而且ABR0.2m.把一质量m0.1kg、带电量q104C的小球,放在水平轨道的A点由静止开始释放后,在轨道的内侧运动.(g10 m/s2)求:

(1)它到达C点时的速度是多大?

(2)若让小球安全通过D点,开始释放点离B点至少多远?

 

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将带电荷量为6×106C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服电场力做了3×105J的功,再从B移到C,电场力做了1.2×105J的功,则:

1)电荷从A移到B,再从B移到C的过程中电势能共改变了多少;

2)如果规定A点的电势能为零,则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少?

 

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在“用伏安法测定一条金属丝(总电阻约10Ω)电阻率”的实验中。

①某同学用螺旋测微器测得金属丝直径d如图甲所示,可读得d_____mm

②他又把金属丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱ab上,在金属丝上夹上一个小金属夹P,移动金属夹P的位置,从而改变接入电路中金属丝的长度。把这样的装置接入实验电路中,如图乙所示。但他连接线路时却出现了两处错误,请用“×”标在错误的导线上,再用笔画线代替导线给予改正。

____

③闭合开关前,滑动变阻器触头应移至_____(填“左”或“右”)端。闭合开关后,滑动变阻器触头调至一合适位置后不动,以后通过多次改变P点的位置,得到多组UIL的数据,即得到金属丝长L时对应的电阻R.把这多组LR的数据,绘成如图丙所示图线,则该图线斜率表示的物理意义是_____(要求用文字表述)。

④如果图线的斜率k1Ω/m,则该金属丝电阻率ρ_____Ωm.(保留两位有效数字)

 

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某探究活动小组自主设计了实验装置来测量物体的带电量.如图6所示是一个外表面镀有金属膜的空心带电小球,用绝缘丝线悬挂于O点,O点固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度的量角器,M、N是两块相同的、正对着竖直平行放置的金属板(金属板间电场可看做匀强电场).另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电压表、电流表(已知内阻)、开关、滑动变阻器R及导线若干.已知重力加速度为g.

根据题意回答下列问题:

(1)实验电路如图甲已接好,在实验中能够准确读出多组相应的电压表示数U、电流表示数I和丝线偏离竖直方向的角度;探究小组同学以电压U为纵坐标,以为横坐标,建立直角坐标系.通过绘制图线得到一条倾斜直线(题中未画出),得出斜率为k.为了求出小球所带电荷量q,该小组同学还必须测量的物理量有________________(写出物理量名称及其符号),则小球的带电荷量q=________(用题目中给出的和测量的物理量符号表示);

(2)实验探究过程中,有同学提出用此电路可以测电源电动势和内阻,通过改变滑动变阻器的位置,从而改变电表的示数,他设计出以电压U为纵坐标,以电流I为横坐标,建立直角坐标系,作出U-I图线如图乙所示,由此可求得电动势为E=________,内阻r的准确测量值为________.

 

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