题目内容
【题目】质谱仪原理如图所示,a为粒子加速器,电压为U1,b为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B1,板间距离为d,c为偏转分离器。今有一质量为m、电荷量为+q的粒子,不计重力,该粒子经加速后恰能匀速通过速度选择器,进入偏转分离器后做半径为R的匀速圆周运动。求:
(1)粒子射出加速器时的速度v;
(2)速度选择器的电压U2;
(3)偏转分离器中磁场的磁感应强度为B2。
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【答案】(1)
;(2)
;(3)
。
【解析】
(1)粒子经加速电场U1加速,获得速度为v,由动能定理可知:
qU1=
mv2
解得
v=![]()
(2)在速度选择器中作匀速直线运动,电场力与洛仑兹力平衡得:
qE=qvB1
即
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解得:
U2=B1dv=![]()
(3)在B2中作圆周运动,洛仑兹力提供向心力
qvB2=m![]()
解得:
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【题目】某同学为了测量一节电池的电动势和内阻,从实验室找到以下器材:一个满偏电流为100 μA,内阻为2 500 Ω的表头,一个开关,两个电阻箱(0~999.9 Ω)和若干导线.
(1)由于表头量程偏小,该同学首先需将表头改装成量程为50 mA的电流表,则应将表头与电阻箱_____________(填“串联”或“并联”),并将该电阻箱阻值调为_______________Ω.
(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量,实验电路如图所示,通过改变电阻R测相应的电流I,且作相关计算后一并记录如下表.
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1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
R/Ω | 95.0 | 75.0 | 55.0 | 45.0 | 35.0 | 25.0 |
I/mA | 15.0 | 18.7 | 24.8 | 29.5 | 36.0 | 48.0 |
IR/V | 1.42 | 1.40 | 1.36 | 1.33 | 1.26 | 1.20 |
①根据表中数据,下图中已描绘出四个点,请将第5、6两组数据也描绘在图中,并画出IR-I图线________.
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②根据图线可得电池的电动势E是________V,内阻r是________Ω.