[题目]质谱仪可用来对同位素进行分析.其主要由加速电场和边界为直线PQ的匀强偏转磁场组成.如图甲所示.某次研究的粒子束是氕核和氘核组成的.粒子从静止开始经过电场加速后.从边界上的O点垂直于边界进入偏转磁场.氕核最终到达照相底片上的M点.已知O.M间的距离为d.氘核的质量为氕核质量的2倍.粒子的重力忽略不计.求:(1)偏转磁场的方向(选答“垂直纸面向外 � 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】质谱仪可用来对同位素进行分析，其主要由加速电场和边界为直线PQ的匀强偏转磁场组成，如图甲所示。某次研究的粒子束是氕核和氘核组成的，粒子从静止开始经过电场加速后，从边界上的O点垂直于边界进入偏转磁场，氕核最终到达照相底片上的M点，已知O、M间的距离为d，氘核的质量为氕核质量的2倍，粒子的重力忽略不计，求：

(1)偏转磁场的方向（选答“垂直纸面向外”或“垂直纸面向里”）；

(2)本次研究的粒子在照相底片上都能检测到，照相底片的放置区域的长度L至少多大；

(3)若偏转磁场的区域为圆形，且与PQ相切于O点，如图乙所示，其他条件不变，要保证氘核进入偏转磁场后不能打到PQ边界上（PQ足够长），求磁场区域的半径R应满足的条件。

【答案】(1) 垂直纸面向外；(2)；(3)

【解析】

(1)因为氕核最终到达照相底片上的M点，受洛仑兹力向左，根据左手定则判断磁场方向垂直纸面向外。

(2)在电场中加速，设加速电压为U，有

在磁场中

根据几何关系可知，氕核旋转半径

结合以上方程，且氘核与氕核质量电量关系可知，氘核旋转半径

照相底片的放置区域的长度L至少

(3)

根据上图可知，半径应满足条件

联立解得

练习册系列答案

A.在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大

B.从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大

C.照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大

D.若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大

【题目】如图，两根形状相同、足够长的光滑金属导轨固定，相互平行，间距为L，两连接点a、b连线垂直于所有导轨，左底端接有阻值为R的电阻。倾斜导轨所在平面与水平面夹角为，平面内有磁感应强度为、方向垂直于平面向上的匀强磁场；水平导轨在同一水平面，所在区域有磁感应强度为、方向竖直向上的匀强磁场。阻值为R、质量为m的相同导体杆A、B，A在倾斜导轨上，B在水平导轨上，都垂直于导轨。开始时，A以初速度开始沿倾斜导轨向上滑行，B在外力作用下保持静止；A上滑通过距离x到达最高点时（此时A仍在倾斜导轨上），B瞬间获得一个水平初速度并在外力作用下以此速度做匀速直线运动（B始终在水平导轨上并保持与导轨垂直），A恰能静止在倾斜导轨上。求：

(1)在A上滑的过程中，电阻R上产生的热量；

(2)B做匀速运动速度的方向、大小；

(3)使B做匀速运动的外力的功率。

【题目】将电容器的极板水平放置分别连接在如图所示的电路上，改变滑动变阻器滑片的位置可调整电容器两极板间电压。极板下方三角形ABC区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，其中∠B=、∠C=，底边AB平行于极板，长度为L，磁感应强度大小为B。一粒子源O位于平行板电容器中间位置，可产生无初速度、电荷量为+q的粒子，在粒子源正下方的极板上开一小孔F，OFC在同一直线上且垂直于极板。已知电源电动势为E，内阻忽略不计，滑动变阻器电阻最大值为R，粒子重力不计，求：