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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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如图所示,水平导体棒AB被两根竖直细线悬挂,置于垂直纸面向里的匀强磁场中,已知磁场的磁感应强度B=0.5 T,导体棒长L=1 m,质量m=0.5 kg,重力加速度g=10 m/s2.当导体棒中通以从AB的电流时,

(1)判断导体棒所受安培力的方向;

(2)当电流I=2 A时,求导体棒所受安培力的大小F

(3)导体棒中通过的电流I为多大时,细线中拉力为1 N.

 

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如图所示,在竖直平面内,AB为水平放置的绝缘粗糙轨道,CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道,ABCD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接,圆弧的圆心为O,半径R=0.50m,轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度的大小E=1.0×104N/C,现有质量m=0.20kg,电荷量q=8.0×10-4C的带电体(可视为质点),从A点由静止开始运动,已知SAB=1.0m,带电体与轨道ABCD间的动摩擦因数均为0.5,假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等.求:(取g=10m/s2

1)带电体运动到圆弧轨道C点时的速度大小.

2)带电体最终停在何处.

 

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如图所示为一组未知方向的匀强电场的电场线,将带电荷量为q=﹣1.0×10-6C的点电荷由A点沿水平线移至B点,静电力做了﹣2×10-6J的功,已知AB间的距离为2cm

1)试求AB两点间的电势差UAB

2)若A点的电势为φA=1V,试求B点的电势φB

3)试求该匀强电场的大小E 并判断其方向.

 

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如图甲是利用两个电流表A1A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图。图中S为开关,R为滑动变阻器,固定电阻R1A1内阻之和为10000Ω(比r和滑动变阻器的总电阻大得多),A2为理想电流表。

1)按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线。________

2)在闭合开关S前,将滑动变阻器的滑动端c移动至________(选填“a端”、“中央”或“b端”)。

3)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置,读出电流表A1A2的示数I1I2.多次改变滑动端c的位置,得到的数据为

I1/mA

0.120

0.125

0.130

0.135

0.140

0.145

I1/mA

480

400

320

232

140

68

 

 

在如图所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1I2曲线。________

4)利用所得曲线求得电源的电动势E______V,内阻r______Ω。(保留两位小数)

5)该电路中电源输出的短路电流Im________A

 

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某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势(电动势E大约在9 V左右,内阻r约为50 Ω),已知该电池允许输出的最大电流为150 mA.该同学利用如图(a)所示的电路进行实验,图中电压表的内阻约为2 kΩ,R为电阻箱.阻值范围0~9 999 Ω,R0是定值电阻,起保护电路的作用.

(1)实验室备有的定值电阻有以下几种规格:

A.2 Ω B.20 Ω C.200 Ω D.2 000 Ω

本实验应选________(填入相应的字母)作为保护电阻.

(2)在图(b)的实物图中,已正确地连接了部分电路,请完成余下电路的连接.

(3)该同学完成电路的连接后,闭合开关S,调节电阻箱的阻值;读取电压表的示数,其中电压表的某一次偏转如图(c)所示,其读数为________

 

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