题目内容

5.质谱议的构造原理如图所示.假设从粒子源S出来时的粒子都以相同速度进入有界的垂直纸面向里的匀强磁场区域,并沿着半圆周运动而达到照相底片上的P点,测得P点到入口的距离为x,则以下说法正确的是(  )
A.粒子一定带正电
B.粒子一定带负电
C.x越大,则粒子的质量与电量之比一定越大
D.x越大,则粒子的质量与电量之比一定越小

分析 根据粒子的偏转方向,通过左手定则判断粒子的电性.根据带电粒子在磁场中运动的半径公式结合动能定理,根据x的大小比较出粒子质量和电量比值的大小.

解答 解:A、根据粒子的运动方向和洛伦兹力方向,根据左手定则,知粒子带正电.故A正确,B错误.
C、根据半径公式r=$\frac{mv}{qB}$可知,x=2r=$\frac{2mv}{qB}$,又qU=$\frac{1}{2}$mv2,联立解得x=$\sqrt{\frac{8mU}{q{B}^{2}}}$,知x越大,质量与电量的比值越大.故C正确,D错误.
故选:AC.

点评 解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力、电荷运动方向,磁场方向的关系,以及掌握带电粒子在磁场中运动的轨道半径公式.

练习册系列答案
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15.某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下的实验方案,其实验装置如图1所示.已知小车质量M=214.6g,砝码盘质量m0=7.8g,打点计时器所使用的交流电频率为f=50Hz.其实验步骤是
A.按图1所示安装好实验装置;
B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动;
C.取下细绳和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量m;
D.将小车置于打点计时器旁,先接通电源,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求得小车的加速度a;
E.重新挂上细绳和砝码盘,改变砝码盘中砝码的质量,重复A、B、C、D步骤,求得小车在不同合外力F作用下的加速度.
回答下列问题:
(1)按上述方案做实验,是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?否(填“是”或“否”).
(2)实验中打出的其中一条纸带如图2所示,由该纸带可求得小车的加速度a=0.88 m/s2
(3)某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中,如下表:
次数12345
砝码盘中砝码
的重力F/N
0.100.200.290.390.49
小车的加速度
a/(m•s-2
0.881.441.842.382.89
他根据表中的数据画出a-F图象(如图3).造成图线不过原点的最主要原因是在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力,从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是砝码盘的重力,其大小为0.08N.

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