题目内容
13．
（供选学物理3-1的考生做）如图是质谱仪的工作原理示意图．其中速度选择器内的磁场与电场相互垂直，磁场的磁感应强度为B1，方向垂直纸面向里．两极板间的距离为d，通过调节两极板间的电势差，可使不同速度的带电粒子沿直线通过速度选择器．带电粒子通过速度选择器之后，从O点垂直于磁场方向射入磁感应强度为B2的匀强磁场，经历半个圆周打在照相底片上．一束电荷量均为q的带电粒子射入速度选择器，当两极板间的电势差为U时，一部分粒子打到照相底片的A点；当两极板间的电势差为3U是，另一部分粒子打到照相底片的C点．经过测量O、A之间的距是A、C之间的距离的两倍．不计粒子重力．求：
（1）上述两部分粒子的速度之比；
（2）上述两部分粒子的质量之比．
分析 （1）粒子在速度选择器中做匀速直线运动，由平衡条件求出速度，然后求出速度之比．
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出质量之比．
解答 解：（1）粒子在速度选择器中做匀速直线运动，
由平衡条件得：q$\frac{U}{d}$=qvAB1，q$\frac{3U}{d}$=qvCB1，
解得：$\frac{{v}_{A}}{{v}_{B}}$=$\frac{1}{3}$；
（2）O、A之间的距是A、C之间的距离的两倍，
则粒子的轨道半径之比：$\frac{{R}_{A}}{{R}_{B}}$=$\frac{2}{3}$，
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，
由牛顿第二定律得：qvAB2=mA$\frac{{v}_{A}^{2}}{{R}_{A}}$，qvCB2=mC$\frac{{v}_{C}^{2}}{{R}_{C}}$，
解得：$\frac{{m}_{A}}{{m}_{B}}$=$\frac{2}{1}$；
答：（1）上述两部分粒子的速度之比为1：3；
（2）上述两部分粒子的质量之比为2：1．
点评 本题考查了求粒子的速度之比、质量之比，应用平衡条件、牛顿第二定律可以正确解题．
练习册系列答案
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4．某区域的电场线分布如图所示，a、b、c、d是电场中的四个点，其中电场强度最大的是（ ）
| A． | a点 | B． | b点 | C． | c点 | D． | d点 |
1．在磁感应强度为B的匀强磁场内，放一面积为S的正方形线框．当线框平面与磁场方向垂直时，穿过线框所围成面积的磁通量为（ ）
| A． | BS | B． | $\frac{B}{S}$ | C． | $\frac{S}{B}$ | D． | 0 |
8．
有一种大型娱乐器械可以让人体超重和失重，其环形座舱套在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由下落．落到一定位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下．下列说法正确的是（ ）
有一种大型娱乐器械可以让人体超重和失重，其环形座舱套在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由下落．落到一定位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下．下列说法正确的是（ ）| A． | 座舱自由下落的过程中人处于超重状态 | |
| B． | 座舱自由下落的过程中人处于失重状态 | |
| C． | 座舱减速下落的过程中人处于超重状态 | |
| D． | 座舱下落的整个过程中人处于失重状态 |
18．如图是一种台灯亮度调节器电路图，圆环为电阻丝，P为可调节滑片，下列说法中正确的有（ ）
| A． | P在b点，灯最亮 | |
| B． | P在c点，灯最亮 | |
| C． | P从a点滑向b点过程中，电流逐渐增大 | |
| D． | P从a点滑向b点过程中，电流逐渐减少 |
5．关于地球的第一宇宙速度，下列说法正确的是（ ）
| A． | 它是地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度 | |
| B． | 它是地球卫星绕地球做匀速圆周运动的最小运行速度 | |
| C． | 它是地球卫星绕地球做椭圆运动时在近地点的运行速度 | |
| D． | 它是地球同步卫星绕地球运动的速度 |
如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里．一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子（粒子重力不计），以速度ν从小孔O射入匀强磁场，入射速度方向既垂直于磁场方向，又与屏垂直，偏转后打在屏上S点（S点未在图上画出）．求：
3．有两个完全相同的金属小球A、B（它们的大小可忽略不计），A带电荷量为B带电荷量的7倍，当A、B在真空中相距为r时，两球之间的相互作用的排斥力为F；现用绝缘工具使A、B球相互接触后再放回原处，则A、B间的相互作用的库仑力是（ ）
| A． | $\frac{7}{9}$F | B． | $\frac{16}{7}$F | C． | $\frac{8}{7}$F | D． | $\frac{9}{7}$F |