题目内容

如图所示，A是能发射带电量为+q质量为m、初速度不计的离子源．离子源发射出的离子首先在竖直加速管B中加速，得到一定速率后进入内存辐向分布电场的偏转管C改变速度方向，然后从转移管道D中水平输出．已知加速管B中的加速电压为U，偏转管C是中心轴线半径为R的圆弧管道．设偏转管C内中心轴线对应的圆弧上各点场强处处相等，离子所受重力不计．求：

   (1)带电粒子刚进入偏转管C时的瞬时速率；

   (2)为确保带电粒子顺利沿图中虚线进入、偏转并输出，偏转管C内中心轴线对应的圆弧上各点场强E为多大？

（1）；（2）E=


解析:

(1)根据动能定理可求带电粒子刚进入偏转管C时的瞬时速率v

由                     ……………“①(3分)

(2)电场力提供了带电粒子在偏转管C内运动所需的向心力

   ……………………………②(3)

    由①、②式得

    E=

练习册系列答案
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如图所示，A为信号源，B为接收器，A、B间有一真空区域．当信号源A分别发射出次声波、无线电波、可见光和紫外线信号时，接收器B不能接收到的信号是（　　）
如图所示，M是半径R=0.9m的固定于竖直平面内的
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光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平，轨道下端竖直相切处放置竖直向上的弹簧枪，弹簧枪可发射速度不同的质量m=0.2kg的小钢珠．假设某次发射的小钢珠沿轨道内壁恰好能从M上端水平飞出，落至距M下方h=0.8m平面时，又恰好能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入一光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑．A、B为圆弧轨道两端点，其连线水平，圆弧半径r=1m，小钢珠运动过程中阻力不计，g取l0m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：
（1）发射小钢珠前，弹簧枪弹簧的弹性势能Er；
（2）从M上端飞出到A点的过程中，小钢珠运动的水平距离s；
（3）AB圆弧对应的圆心角θ；（结果可用角度表示，也可用正切值表示）
（4）小钢珠运动到AB圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小．
如图所示，M是半径R=0.9m的固定于竖直平面内的l/4光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平，轨道下端竖直相切处放置竖直向上的弹簧枪，弹簧枪可发射速度不同的质量R=0.2m的小钢珠．假设某次发射的小钢珠沿轨道内壁恰好能从M上端水平飞出，落至距M下方h=0.8m平面时，又恰好能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入一光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑．A、B为圆弧轨道两端点，其连线水平，圆弧半径r=1m，小钢珠运动过程中阻力不计，g取l0m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：
（1）从M上端飞出到A点的过程中，小钢珠运动的水平距离s，
（2）AB圆弧对应的圆心角θ；（结果可用角度表示，也可用正切值表示）
（3）小钢珠运动到AB圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小．

一种称为“质量分析器”的装置如图所示。A表示发射带电粒子的离子源，发射的粒子在加速管B中加速，获得一定速率后于C处进入圆形细弯管（四分之一圆弧），在磁场力作用下发生偏转，然后进入漂移管道D。若粒子质量不同、或电量不同、或速率不同，在一定磁场中的偏转程度也不同。如果偏转管道中心轴线的半径一定，磁场的磁感应强度一定，粒子的电荷和速率一定，则只有一定质量的粒子能自漂移管道D中引出。已知带有正电荷q=1.6×10-19的磷离子质量为m=51.1×10-27kg，初速率可认为是零，经加速管B加速后速率为v=7.9×105m/s。求（都保留一位有效数字）：

⑴加速管B两端的加速电压应为多大？

⑵若圆形弯管中心轴线的半径R=0.28m，为了使磷离子自漂移管道引出，则图中虚线所围正方形区域内应加磁感应强度为多大的匀强磁场？

 

 

 

 

 

 

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