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下图所示为质谱仪的原理示意图,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,选择器中存在互相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.已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器,从G点垂直MN进入偏转磁场,该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.可测量出G、H间的距离为l.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v的大小.

(2)粒子速度选择器中匀强磁场的磁感强度的大小和方向.

(3)偏转磁场的磁感强度的大小.

答案:
解析:

  (1)v=

  (2)=E方向垂直纸面向外

  (3)v


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示为质谱仪的原理图,一带电粒子由静止开始经电压U加速后从O孔进入垂直纸面向里的匀强磁场中,并打在了照相底片的P点.测得OP=L,磁场的磁感应强度为B,求带电粒子的比荷q/m.(不计重力)

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科目:高中物理 来源: 题型:

质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具.如图所示为质谱仪的原理示意图.现利用这种质谱仪对氢元素进行测量.氢元素的各种同位素从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场.加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中.氢的三种同位素氕、氘、氚的电量之比为1:1:1,质量之比为1:2:3,它们最后打在照相底片D上,形成a、b、c三条“质谱线”.关于三种同位素进入磁场时速度大小的排列顺序和a、b、c三条“质谱线”的排列顺序,下列判断正确的是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具.如图所示为质谱仪的原理示意图.现利用这种质谱议对氢元素进行测量.氢元素的各种同位素从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场.加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中.氢的三种同位素最后打在照相底片D上,形成a,b,c三条“质谱线”.关于三种同位素进入磁场时速度的排列顺序以及a,b,c三条“质谱线”的排列顺序,下列判断正确的是(  )

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科目:高中物理 来源:专项题 题型:不定项选择

质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场,如图所示为质谱仪的原理图,设想有一个静止的质量为m、电荷量为q的带电粒子(不计重力),经电压为U的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为B的偏转磁场中,并最终打至底片上的P点。设OP=x,则在下图中,能正确反映x与U之间的函数关系的是
[     ]
A、
B、
C、
D、

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