题目内容

使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出,离子束引出的方法有磁屏蔽通道法和静电偏转法等。质量为m,速度为v的离子在回旋加速器内旋转,旋转轨道时半径为r的圆,圆心在O点,轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度为B。为引出离子束,使用磁屏蔽通道法设计引出器。引出器原理如图所示,一堆圆弧形金属板组成弧形引出通道,通道的圆心位于点(点图中未画出)。引出离子时,令引出通道内磁场的磁感应强度降低,从而使离子从P点进入通道,沿通道中心线从Q点射出。已知OQ长度为L。OQ与OP的夹角为

(1)求离子的电荷量q并判断其正负;

(2)离子从P点进入,Q点射出,通道内匀强磁场的磁感应强度应降为,求

(3)换用静电偏转法引出离子束,维持通道内的原有磁感应强度B不变,在内外金属板间加直流电压,两板间产生径向电场,忽略边缘效应。为使离子仍从P点进入,Q点射出,求通道内引出轨迹处电场强度E的方向和大小。

练习册系列答案
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(1)某同学做“用油膜法估测分子的大小”的实验。

① 每滴油酸酒精溶液的体积为V0,将该溶液滴一滴到水面上,稳定后形成油膜的面积为S。已知500mL油酸酒精溶液中含有纯油酸1mL,则油酸分子直径大小的表达式为d=________。

② 该同学做完实验后,发现自己所测的分子直径d明显偏大。出现这种情况的原因可能是________。

A.将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算

B.油酸酒精溶液长时间放置,酒精挥发使溶液的浓度发生了变化

C.水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开

D.计算油膜面积时,将不完整的方格作为完整方格处理

(2)某同学利用图甲所示的电路描绘一个标有“3V 0.6W”小灯泡的伏安特性曲线,现有电源(电动势6V,内阻不计)、电压表(0~3V,内阻约3kΩ)、开关和导线若干。其它可供选用的器材如下:

A.电流表(0~250mA,内阻约5Ω)

B.电流表(0~0.6A,内阻约0.2Ω)

C.滑动变阻器(0~10Ω)

D.滑动变阻器(0~50Ω)

① 为减小测量误差并便于操作,在实验中电流表应选用______,滑动变阻器应选用______。(选填器材前的字母)

② 图乙是实验器材的实物图,图中已连接了部分导线。请根据图甲补充完成图乙中实物间的连线。

③实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示。如果将这个小灯泡接到电动势为3.0V、内阻为5.0Ω的电源两端,小灯泡消耗的功率是________W(结果保留两位有效数字)。

④实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数U及小灯泡消耗的功率P也随之变化。下列各示意图中正确反映PU2关系的是______。

A B C D

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