【題目】在研究性學(xué)習(xí)中，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)定帶電粒子比荷的實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．abcd是一個(gè)長(zhǎng)方形盒子，在ad邊和cd邊上各開(kāi)有小孔f和e，e是cd邊上的中點(diǎn)，熒光屏M貼著cd放置，能顯示從e孔射出的粒子落點(diǎn)位置．盒子內(nèi)有一方向垂直于abcd平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.粒子源不斷地發(fā)射相同的帶電粒子，粒子的初速度可以忽略．粒子經(jīng)過(guò)電壓為U的電場(chǎng)加速后，從f孔垂直于ad邊射入盒內(nèi)．粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后恰好從e孔射出．若已知 ，不計(jì)粒子的重力和粒子之間的相互作用力．請(qǐng)你根據(jù)上述條件求出帶電粒子的荷質(zhì)比q/m.

【答案】

【解析】

帶電粒子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，可根據(jù)動(dòng)能定理求出粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后的速度大小表達(dá)式，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)題設(shè)條件作出粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，再根據(jù)幾何關(guān)系求出粒子運(yùn)動(dòng)的半徑，從而求出粒子的比荷q/m.

帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)，經(jīng)電場(chǎng)加速．根據(jù)動(dòng)能定理有：電場(chǎng)力做的功等于粒子動(dòng)能的變化，即：
qU＝mv2
可得粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后的速度
當(dāng)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖所示．


設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R，在三角形ode中，有(LR)2+()2＝R2
由此可解得粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R=L
又因?yàn)榱Ｗ幼鰣A周運(yùn)動(dòng)由洛倫茲力提供向心力故有：qvB＝m即：R=
代入v和R可得：

由此整理可得：

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T，邊長(zhǎng)為L=10 cm的正方形線圈abcd共N=100匝，線圈電阻r=1 Ω.線圈繞垂直于磁感線的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=2π rad/s，外電路電阻R=4 Ω.

（1）求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)60°角時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的值．

（2）取，求線圈轉(zhuǎn)過(guò)一周電流產(chǎn)生的總熱量．

（3）由圖示位置開(kāi)始，求在線圈轉(zhuǎn)過(guò)周期的時(shí)間內(nèi)通過(guò)電阻R的電荷量

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一質(zhì)量M=2.0kg、長(zhǎng)L=0.60m的長(zhǎng)木板AB靜止在光滑水平面上，木板的左側(cè)固定一半徑R=0.60m的四分之一圓弧形軌道，軌道末端的切線水平，軌道與木板靠在一起且末端高度與木板高度相同．現(xiàn)在將質(zhì)量m=l．0kg的小鐵塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從弧形軌道頂端由靜止釋放，小鐵塊到達(dá)軌道底端時(shí)的速度v0=3.0m/s，最終小鐵塊恰好到達(dá)長(zhǎng)木板AB最右端．（g=l0m/s2）．求：

（1）小鐵塊在弧形軌道末端時(shí)所受支持力的大小F；

（2）小鐵塊在弧形軌道上滑動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力所做的功Wf；

（3）小鐵塊和木板AB達(dá)到共同速度v及小鐵塊和木板AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】“復(fù)興號(hào)”是我國(guó)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組，它的成功研制生產(chǎn)，標(biāo)志著鐵路成套技術(shù)裝備特別是高速動(dòng)車組已經(jīng)走在世界先進(jìn)行列。若一輛質(zhì)量為M的高鐵，以額定功率P啟動(dòng)，高鐵在鐵軌上行駛時(shí)受到的阻力恒為車重的k倍，則( )

A. 高鐵起動(dòng)時(shí)，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B. 在時(shí)間內(nèi)高鐵牽引力做功為Pt

C. 高鐵在軌道上行駛時(shí)能達(dá)到的最大速度為

D. 當(dāng)高鐵運(yùn)行速度為v(小于最大速度)時(shí)的加速度為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】以下有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述正確的是 （ ）

A. 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)

B. 結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定

C. 重核的裂變過(guò)程質(zhì)量增大，輕核的聚變過(guò)程有質(zhì)量虧損

D. 自然界中含有少量的14C , 14C具有放射性，能夠自發(fā)地進(jìn)行β衰變，因此在考古中可利用14C來(lái)測(cè)定年代

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】完成下列核反應(yīng)方程

A. 盧瑟福用粒子轟擊氮核（）發(fā)現(xiàn)質(zhì)子：__________

B. 查德威克用粒子轟擊鈹核（）發(fā)現(xiàn)中子： ________

C. 約里奧—居里夫婦用粒子轟擊鋁核（）發(fā)現(xiàn)放射性磷：___________

D. 哈恩和他的助手發(fā)現(xiàn)鈾核（）裂變生成鋇（）和氪（）：__________________

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一個(gè)小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，它的下落高度足夠，g=10m/s2，關(guān)于這個(gè)小球的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A. 小球在第3s內(nèi)的下落高度為45m

B. 小球在前3s內(nèi)的平均速度為15m/s

C. 小球在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)的位移之比是1:3:5

D. 小球在前1s內(nèi)、前2s內(nèi)、前3s內(nèi)的位移之比是1:3:5

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一輕質(zhì)彈簧固定在光滑桿的下端，彈簧的中心軸線與桿重合，桿與水平面間的夾角始終=60°，質(zhì)量為m的小球套在桿上，從距離彈簧上端O點(diǎn)的距離為 的A點(diǎn)靜止釋放，將彈簧壓至最低點(diǎn)B，壓縮量為 ，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是：(　 　)

A. 小球從接觸彈簧到將彈簧壓至最低點(diǎn)B的過(guò)程中，其加速度一直減小

B. 小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大動(dòng)能可能為

C. 彈簧勁度系數(shù)大于

D. 彈簧最大彈性勢(shì)能為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在光滑的水平面上靜止放一質(zhì)量為2m的木板B，木板表面光滑，右端固定一輕質(zhì)彈簧．質(zhì)量為m的木塊A以速度v0從板的左端水平向右滑上木板B，求：

（1）彈簧的最大彈性勢(shì)能；

（2）彈被簧壓縮直至最短的過(guò)程中，彈簧給木板A的沖量；

（3）當(dāng)木塊A和B板分離時(shí)，木塊A和B板的速度．

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