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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:

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)(2),方向垂直纸面向外(3) 【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==, 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=  
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考点分析:
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如图所示,方向与纸面平行的匀强电场中有ABC三个点,其电势分别为6.0V2.0V2.0V。请完成如下问题:

1)将一个电荷量为q=2.0×10-6C的正点电荷从A点移到B点,电场力做的功WAB

2)电场线与等势面都是用来形象地描绘电场的,请你分析说明二者一定垂直;

3)请在图中画出过A点的电场线。

 

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如图所示,固定于水平面的U形导线框处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B。长度为L的导体棒ab,在与其垂直的水平外力作用下以速度v在导线框上向右匀速运动。在t时间内ab棒由原来位置运动到a´b´。导体棒ab始终与导线框形成闭合回路,回路的总电阻保持不变,大小为R,忽略摩擦阻力。请完成如下问题:

1)请根据法拉第电磁感应定律求出ab棒产生的感应电动势E的大小;

2)在∆t时间内ab棒中感应电流I的大小及方向;

3)在∆t时间内外力做的功W

 

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某同学想通过实验测定一个阻值约为50Ω的电阻Rx的阻值。设计了一个如图所示的电路图。请你帮助他完善实验设计。

1)如果实验室提供的滑动变阻器最大电阻R1=20Ω,想要实现对Rx的测量,要求电路简单,可操作性强,则在此电路图的基础上去掉一根导线_______即可。(填abcdedef

2)如果实验室提供的滑动变阻器最大电阻R1=200Ω,想要实现对Rx的测量,要求电路简单,可操作性强,则在此电路图的基础上去掉两根导线_____________即可。(填abcdedef

3)如果不加修改,直接用上图测量,请你从安全、精确、可操作等角度评价这一方案,并预测可能出现的问题___

 

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现要测量某电源的电动势和内阻。可利用的器材有:电流表;电压表V;阻值未知的定值电阻R1R2R3R4R5;开关S;一端连有金属夹P的导线1,其它导线若干。某同学设计的测量电路如图所示。

1)测量时,改变金属夹P所夹的位置,使R1R2R3R4R5依次串入电路,记录对应的电压表的示数U和电流表的示数I,数据如下表所示。根据表中数据,在图中的坐标纸上将所缺数据点补充完整,并画出UI图线___

I/mA

193

154

110

70

30

U/V

2.51

2.59

2.68

2.76

2.84

 

2)根据UI图线求出电源的电动势E______V,内阻r______Ω(内阻保留2位有效数字)

 

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用一段金属丝做测定金属的电阻率的实验,为便于选择测电阻的合适电路,先用多用电表粗测金属丝的电阻,选择开关指向欧姆挡×1”挡位,接着进行________再测电阻,测量结果如图甲所示,由此可知金属丝的电阻值约为_____Ω。然后用螺旋测微器测量金属丝的直径,某次测量结果如图乙所示,这次测量的读数为______________mm

 

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