(12分)(2010·蘇州模擬)質(zhì)譜儀可測定同位素的組成．現(xiàn)有一束一價的鉀39和鉀41離子經(jīng)電場加速后，沿著與磁場和邊界均垂直的方向進入勻強磁場中，如圖11所示．測試時規(guī)定加速電壓大小為U0，但在實驗過程中加速電壓有較小的波動，可能偏大或偏小ΔU.為使鉀39和鉀41打在照相底片上的區(qū)域不重疊，ΔU不得超過多少？(不計離子的重力)

 

 

【答案】

U0

【解析】設(shè)加速電壓為U，磁場的磁感應(yīng)強度為B，電荷的電荷量為

q，質(zhì)量為m，運動半徑為R，則

由qU＝mv2，qvB＝m，

解得R＝ 

由此式可知，在B、q、U相同時，m小的半徑小，所以鉀39半徑小，鉀41半徑大；在m、B、q相同時，U大半徑大．

設(shè)：鉀39質(zhì)量為m1，電壓為U0＋ΔU時，最大半徑為R1；鉀41質(zhì)量為m2，電壓為

U0－ΔU時，鉀41最小半徑為R2.則

R1＝ 

R2＝ 

令R1＝R2，則m1(U0＋ΔU)＝m2(U0－ΔU)

解得：

ΔU＝U0＝U0＝U0.

 

練習(xí)冊系列答案
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(1)長直桿的下端運動到碗的最低點時，長直桿豎直方向的速度和B、C水平方向的速度；
(2)運動的過程中，長直桿的下端能上升到的最高點距離半球形碗底部的高度．

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(12分)(2010·蘇州模擬)質(zhì)譜儀可測定同位素的組成．現(xiàn)有一束一價的鉀39和鉀41離

子經(jīng)電場加速后，沿著與磁場和邊界均垂直的方向進入勻強磁場中，

如圖所示．測試時規(guī)定加速電壓大小為U0，但在實驗過程中加

速電壓有較小的波動，可能偏大或偏小ΔU.為使鉀39和鉀41打在

照相底片上的區(qū)域不重疊，ΔU不得超過多少？(不計離子的重力)

 

 

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(12分)(2010·連云港模擬)如圖所示，B是質(zhì)量為2m、半徑為R的光滑半球形碗，放在光滑的水平桌面上．A是質(zhì)量為m的細長直桿，光滑套管D被固定，A可以自由上下運動，物塊C的質(zhì)量為m，緊靠半球形碗放置．初始時，A桿被握住，使其下端正好與碗的半球面的上邊緣接觸(如圖)．然后從靜止開始釋放A，A、B、C便開始運動．求：                                    圖9

(1)長直桿的下端運動到碗的最低點時，長直桿豎直方向的速度和B、C水平方向的速度；

(2)運動的過程中，長直桿的下端能上升到的最高點距離半球形碗底部的高度．

 

 

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