甲圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖.設(shè)法使某有機化合物的氣態(tài)分子導(dǎo)入圖中的A容器,使它受到電子束轟擊,失去一個電子成為正一價的離子.離子從狹縫S1以很小的速度進入電壓為U的加速電場區(qū)(初速度不計),加速后再通過狹縫S2從小孔G垂直于MN射入偏轉(zhuǎn)磁場,該偏轉(zhuǎn)磁場是一個以直線MN為上邊界、方向垂直于紙面向外的勻強磁場,磁場的磁感應(yīng)強度為B.離子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場后,最終到達照相底片上的H點(圖中未畫出),測得G、H間的距離為d,粒子的重力可忽略不計,試求:

(1)該粒子的比荷(q/m)
(2)若偏轉(zhuǎn)磁場為半徑為的圓形區(qū)域,且與MN相切于G點,如圖乙所示,其它條件不變.仍保證上述粒子從G點垂直于MN進入偏轉(zhuǎn)磁場,最終仍然到達照相底片上的H點,則磁感應(yīng)強度的比值為多少?
【答案】分析:(1)根據(jù)動能定理,與幾何關(guān)系相結(jié)合,并由牛頓第二定律,根據(jù)洛倫茲力提供向心力,從而即可求解;
(2)根據(jù)幾何關(guān)系,確定運動軌跡半徑,再由牛頓第二定律可求得磁感應(yīng)強度的比值.
解答:解:(1)根據(jù)動能定理,則有:       
由幾何關(guān)系可得:         
根據(jù)洛倫茲力提供向心力,則有:
解得:   
(2)軌跡如圖,設(shè)∠GOH=θ,帶電粒子在磁場中運動半徑為R′.
則tanθ= 
即   θ=60
則HO′=2O′P,
即d-R′=2R′
得:R′=
因為其它條件不變,
由牛頓第二定律:        
  且
聯(lián)立以上兩式,得:      
答:(1)該粒子的比荷;
(2)若偏轉(zhuǎn)磁場為半徑為的圓形區(qū)域,且與MN相切于G點,如圖乙所示,其它條件不變.仍保證上述粒子從G點垂直于MN進入偏轉(zhuǎn)磁場,最終仍然到達照相底片上的H點,則磁感應(yīng)強度的比值為
點評:考查動能定理、牛頓第二定律、洛倫茲力公式等規(guī)律的應(yīng)用,并學(xué)會與幾何關(guān)系相綜合解題,掌握解題的技巧,形成解題的能力.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

甲圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖.設(shè)法使某有機化合物的氣態(tài)分子導(dǎo)入圖中的A容器,使它受到電子束轟擊,失去一個電子成為正一價的離子.離子從狹縫S1以很小的速度進入電壓為U的加速電場區(qū)(初速度不計),加速后再通過狹縫S2從小孔G垂直于MN射入偏轉(zhuǎn)磁場,該偏轉(zhuǎn)磁場是一個以直線MN為上邊界、方向垂直于紙面向外的勻強磁場,磁場的磁感應(yīng)強度為B.離子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場后,最終到達照相底片上的H點(圖中未畫出),測得G、H間的距離為d,粒子的重力可忽略不計,試求:

(1)該粒子的比荷(q/m)
(2)若偏轉(zhuǎn)磁場為半徑為
3
3
d
的圓形區(qū)域,且與MN相切于G點,如圖乙所示,其它條件不變.仍保證上述粒子從G點垂直于MN進入偏轉(zhuǎn)磁場,最終仍然到達照相底片上的H點,則磁感應(yīng)強度
B′
B
的比值為多少?

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科目:高中物理 來源:浙江省溫州市2010屆高三十校聯(lián)考第一次模擬考試物理試題 題型:038

甲圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖.設(shè)法使某有機化合物的氣態(tài)分子導(dǎo)入圖中的A容器,使它受到電子束轟擊,失去一個電子成為正一價的離子.離子從狹縫S1以很小的速度進入電壓為U的加速電場區(qū)(初速度不計),加速后再通過狹縫S2從小孔G垂直于MN射入偏轉(zhuǎn)磁場,該偏轉(zhuǎn)磁場是一個以直線MN為上邊界、方向垂直于紙面向外的勻強磁場,磁場的磁感應(yīng)強度為B.離子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場后,最終到達照相底片上的H點(圖中未畫出),測得G、H間的距離為d,粒子的重力可忽略不計,試求:

(1)該粒子的比荷(q/m)

(2)若偏轉(zhuǎn)磁場為半徑為的圓形區(qū)域,且與MN相切于G點,如圖乙所示,其它條件不變.仍保證上述粒子從G點垂直于MN進入偏轉(zhuǎn)磁場,最終仍然到達照相底片上的H點,則磁感應(yīng)強度的比值為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

甲圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖.設(shè)法使某有機化合物的氣態(tài)分子導(dǎo)入圖中的A容器,使它受到電子束轟擊,失去一個電子成為正一價的離子.離子從狹縫以很小的速度進入電壓為U的加速電場區(qū)(初速度不計),加速后再通過狹縫從小孔G垂直于MN射入偏轉(zhuǎn)磁場,該偏轉(zhuǎn)磁場是一個以直線MN為上邊界、方向垂直于紙面向外的勻強磁場,磁場的磁感應(yīng)強度為B.離子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場后,最終到達照相底片上的H點(圖中未畫出),測得G、H間的距離為d,粒子的重力可忽略不計,試求:

(1)該粒子的比荷(q/m

(2)若偏轉(zhuǎn)磁場為半徑為的圓形區(qū)域,且與MN相切于G點,如圖乙所示,其它條件不變.仍保證上述粒子從G點垂直于MN進入偏轉(zhuǎn)磁場,最終仍然到達照相底片上的H點,則磁感應(yīng)強度的比值為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

(18分)甲圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖.設(shè)法使某有機化合物的氣態(tài)分子導(dǎo)入圖中的A容器,使它受到電子束轟擊,失去一個電子成為正一價的離子.離子從狹縫以很小的速度進入電壓為U的加速電場區(qū)(初速度不計),加速后再通過狹縫從小孔G垂直于MN射入偏轉(zhuǎn)磁場,該偏轉(zhuǎn)磁場是一個以直線MN為上邊界、方向垂直于紙面向外的勻強磁場,磁場的磁感應(yīng)強度為B.離子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場后,最終到達照相底片上的H點(圖中未畫出),測得G、H間的距離為d,粒子的重力可忽略不計,試求:

(1)該粒子的比荷(q/m

(2)若偏轉(zhuǎn)磁場為半徑為的圓形區(qū)域,且與MN相切于G點,如圖乙所示,其它條件不變.仍保證上述粒子從G點垂直于MN進入偏轉(zhuǎn)磁場,最終仍然到達照相底片上的H點,則磁感應(yīng)強度的比值為多少?

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