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质谱仪可测定同位素的组成。,现有一束一价的钾39和钾41离子经电场加速后,沿着与...

质谱仪可测定同位素的组成。,现有一束一价的钾39和钾41离子经电场加速后,沿着与磁场边界垂直的方向进入匀强磁场中,如图所示。测试时规定加速电压大小为U0,但在实验过程中加速电压有较小的波动,可能偏大或偏小U.为使钾39和钾41打在照相底片上的区域不重叠,不计离子的重力,则U不得超过(  )

A.  B.  C.  D.

 

D 【解析】 设加速电压为U,磁场的磁感应强度为B,电荷的电荷量为q,质量为m,运动半径为R,则由qU=mv2,qvB=m,解得 由此式可知,在B、q、U相同时,m小的半径小,所以钾39半径小,钾41半径大;在m、B、q相同时,U大半径大。设钾39质量为m1,电压为U0+△U时,最大半径为R1;钾41质量为m2,电压为U0-△U时,钾41最小半径为R2.则;令R1=R2,则m1(U0+△U)=m2(U0-△U)解得:。故ABC错误,D正确。  
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考点分析:
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如图所示,质量为m、带电荷量为+q的三个相同带电小球abc,从同一高度以初速度v0水平抛出,小球a只在重力作用下运动,小球b在重力和洛伦兹力作用下运动,小球c在重力和电场力作用下运动,它们落地的时间分别为tatbtc,落地时重力的瞬时功率分别为PaPbPc,则以下判断中正确的是(    

A. ta=tb=tc B. ta=tc<tb C. Pb<Pa<Pc D. Pa=Pb>Pc

 

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信息时代,霍尔元件被广泛应用。如图所示,宽度为h、厚度为d的金属霍尔元件,单位体积内自由电子数为n,电子电量为e。将它放在与之垂直的磁感应强度大小为BB0sinωt的匀强磁场中。当恒定电流I通过霍尔元件时,在它的前后两个侧面之间会产生交流电压,这样就实现了将直流输入转化为交流输出。在元件的前后两个侧面接入交流电压表(图中未画出),则电压表示数为

A.  B.  C.  D.

 

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如图a所示,匀强磁场垂直于xOy平面,磁感应强度B1按图b所示规律变化(垂直于纸面向外为正).t=0时,一比荷为C/kg的带正电粒子从原点沿y轴正方向射入,速度大小,不计粒子重力.

⑴求带电粒子在匀强磁场中运动的轨道半径.

⑵求时带电粒子的坐标.

⑶保持b中磁场不变,再加一垂直于xOy平面向外的恒定匀强磁场B2,其磁感应强度为0.3T,在t=0时,粒子仍以原来的速度从原点射入,求粒子回到坐标原点的时刻.

 

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回旋加速器的工作原理如图甲所示,置于真空中的D形金属盒半径为R两盒间狭缝的间距为d,磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,被加速粒子的质量为m,电荷量为+q,加在狭缝间的交变电压如图乙所示,电压值的大小为U0.周期T .一束该种粒子在t=0~时间内从A处均匀地飘入狭缝,其初速度视为零.现考虑粒子在狭缝中的运动时间,假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动,不考虑粒子间的相互作用.求:

(1)出射粒子的动能Em

(2)粒子从飘入狭缝至动能达到Em所需的总时间t0

(3)要使飘入狭缝的粒子中有超过99%能射出,d应满足的条件.

 

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如图表示磁流体发电机的原理:将一束等离子体以速度v喷射入磁感应强度为B的磁场中速度方向水平向里且垂直磁场,在磁场中有两块金属板AB,板间距离为d,金属板上会聚集电荷,产生电压,不计等离子体重力和电阻,以下说法正确的是  

A. 流过R的电流方向为从上向下

B. R上电压最终会稳定且等于Bdv

C. 其他条件不变,只增大磁感应强度,AB间电势差减小

D. 其他条件不变,只增大射入速度,AB间电势差减小

 

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