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选修2 第一章 安培力与洛伦兹力
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质谱仪与回旋加速器
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难度:
使用次数:266
更新时间:2022-08-10
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1.

如图所示,质量为 m 、带电荷量为+ q 的带电圆环套在足够长的绝缘杆上,杆与环之间的动摩擦因数为 μ ,杆处于正交的匀强电场和匀强磁场中,电场方向水平向左,磁场方向垂直于纸面向里,杆与场强方向的夹角为 θ ,若环能从静止开始下滑,则以下说法正确的是(  )

A .环在下滑过程中,加速度不断减小,最后为零

B .环在下滑过程中,加速度先增大后减小,最后为零

C .环在下滑过程中,速度不断增大

D .环在下滑过程中,速度先增大后减小,最后为零

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题型:选择题
知识点:质谱仪与回旋加速器
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【答案】

B

【解析】

【详解】

环受重力、电场力、洛伦兹力和杆的弹力、摩擦力作用,由牛顿第二定律可知,加速度

当速度 v 增大时,加速度也增大,当速度 v 增大到弹力反向时,加速度

随速度 v 的增大而减小,当加速度减为零时,环做匀速运动。

故选 B

=
考点梳理:
根据可圈可点权威老师分析,试题“ ”主要考查你对 质谱仪 等考点的理解。关于这些考点的“资料梳理”如下:
◎ 质谱仪的定义

质谱仪:

具有相同核电荷数而不同质量数的原子互称同位素,质谱仪是分离各种元素的同位素并测量它们质量的仪器,它由静电加速器、速度选择器、偏转磁场、显示屏等组成,它的结构原理如图所示。

如图所示,离子源S产生质量为m,电荷量为q的正离子(所受重力不计)。离子出来时速度很小(可忽略不计),经过电压为U的电场加速后进入磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动,经过半个周期到达记录它的照相底片P上,测得它在P上的位置到入口处的距离为L,则 


联立求解得
因此,只要知道q、B、L与U,就可计算出带电粒子的质量m。

◎ 质谱仪的知识扩展
具有相同核电荷数而不同质量数的原子互称同位素,质谱仪是分离各种元素的同位素并测量它们质量的仪器,它由静电加速器、速度选择器、偏转磁场、显示屏等组成,它的结构原理如图所示。

如图所示,离子源S产生质量为m,电荷量为q的正离子(所受重力不计)。离子出来时速度很小(可忽略不计),经过电压为U的电场加速后进入磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动,经过半个周期到达记录它的照相底片P上,测得它在P上的位置到入口处的距离为L,则 


联立求解得
因此,只要知道q、B、L与U,就可计算出带电粒子的质量m。
◎ 质谱仪的知识拓展

速度选择器:

(1)平行板中电场强度E和磁感应强度B互相垂直,这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来,所以叫做速度选择器,如图所示。
 
(2)带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是,即,与带电粒子的质量,所带电荷的正负、电荷量均无关,只与速度有关。
(3)若,粒子向电场力方向偏,电场力做正功,粒子动能增加;,粒子向磁场力方向偏,电场力做负功,动能减少。

◎ 质谱仪的考试要求
暂无

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