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如圖所示為一質譜儀的構造原理示意圖,整個裝置處于真空環境中,離子源N可釋放出質量均為m、電荷量均為q(q>0)的離子.離子的初速度很小,可忽略不計.離子經S₁、S₂間電壓為U的電場加速后,從狹縫S₃進入磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面向外的勻強磁場中,沿著半圓運動到照相底片上的P點處,測得P到S₃的距離為x.求:

(1)離子經電壓為U的電場加速后的速度v;
(2)離子的比荷(q/m)

(1)

(2)

(1)離子經S₁、S₂間電壓為U的電場加速,根據動能定理

所以

①
(2)設離子進入磁場后做勻速圓周運動速率為v,半徑為R.
洛倫茲力提供向心力

②
又因 R=

x ③
聯立①②③,解得

練習冊系列答案

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回旋加速器在核科學、核技術、核醫學等高新技術領域得到了廣泛應用，有力地推動了現代科學技術的發展．回旋加速器的工作原理如圖所示，置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計。磁感應強度為B的勻強磁場與盒面垂直。A處粒子源產生的粒子，質量為m、電荷量為+q ，在加速器中被加速，設粒子初速度為零，加速電壓為U ，加速過程中不考慮重力作用和相對論效應。下列說法正確的是

A．粒子在回旋加速器中運動時，隨軌道半徑r的增大，盒中相鄰軌道的半徑之差減小

B．粒子從靜止開始加速到出口處所需的時間約為

C．粒子能獲得的最大動能

跟加速器磁感應強度無關

D．加速電壓越大粒子能獲得的最大動能

越大

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

回旋加速器是利用較低電壓的高頻電源，使粒子經多次加速獲得巨大速度的一種儀器，工作原理如圖。下列說法正確的是( )

A．粒子在磁場中做勻速圓周運動

B．粒子由A₀運動到A₁比粒子由A₂運動到A₃所用時間少

C．粒子的軌道半徑與它被電場加速的次數成正比

D．粒子的運動周期和運動速率成正比

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖所示．這臺加速器由兩個銅質D形盒D₁、D₂構成，其間留有空隙，下列說法正確的是(　　)

A．電場用來加速帶電粒子，磁場則使帶電粒子回旋

B．電場和磁場同時用來加速帶電粒子

C．在交流電壓一定的條件下，回旋加速器的半徑越大，則帶電粒子獲得的動能越大

D．同一帶電粒子獲得的最大動能只與交流電壓的大小有關，而與交流電壓的頻率無關

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示,離子源S產生質量為m,電荷量為q的離子,離子產生出來的速度很小,要以看做速度為0,產生的離子經過電壓U加速后,進入磁感強度為B的一勻強磁場,沿著半圓周運動到達P點,測得P點到入口處S₁的距離為L,則 N極板為________極板,此離子荷質比

=_____________.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

兩個相同的回旋加速器，分別接在加速電壓U₁和U₂的高頻電源上，且 U₁>U₂，有兩個相同的帶電粒子分別在這兩個加速器中運動,設兩個粒子在加速器中運動的時間分別為t₁和t₂，獲得的最大動能分別為E_k1和E_k2，則（）

A．t₁<t₂ ,E_k1 >E_k2

B．t₁₌t₂ , E_k1<E_k2

C．t₁> t₂ ,E_k1=E_k2

D．t₁<t₂ ,E_k1=E_k2

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

質譜儀是測量帶電粒子的質量和分析同位素的重要工具,如圖為質譜儀原理示意圖．現利用這種質譜議對氫元素進行測量．氫元素的各種同位素從容器A下方的小孔S無初速度飄入電勢差為U的加速電場,加速后垂直進入磁感強度為B的勻強磁場中．氫的三種同位素氕、氘、氚的電量之比為1：1：1，質量之比為1：2：3，它們最后打在照相底片D上，形成a、b、c三條“質譜線”．關于三種同位素進入磁場時速度的排列順序和a、b、c三條“質譜線” 的排列順序，下列判斷正確的是。

A．進入磁場時速度從大到小排列的順序是氚、氘、氕

B．進入磁場時速度從大到小排列的順序是氘、氚、氕

C．a、b、c三條質譜線依次排列的順序是氘、氚、氕

D．a、b、c三條質譜線依次排列的順序是氚、氘、氕

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示是一個回旋加速器的示意圖，其中兩個半圓形金屬盒內有方向垂直于紙面，磁感強度為B的勻強磁場，兩金屬盒分別接到交變電源的兩極上，在兩盒間的狹縫處形成交變的電場．質量為m、電量為q的帶電粒子從下面盒的中心O點進入，進入時的初速可以忽略，經兩盒間狹縫處的電場加速后進入上面盒內，在磁場中做圓周運動，當它回到狹縫處時，電場恰好反向，再次對粒子加速，進入下面磁場中，從c₁處再進入電場中加速，以后則重復前面的過程，并且每次電場對粒子做的功都是W．圖中c₂、c₃、……是后面各次從下面磁場中射出時的位置．

(1)求Oc₁的距離．
(2)n為多大時，c_nc_n+1小于或等于Oc₁的一半？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，兩根長直導線豎直平行固定放置，且與水平放置的光滑絕緣桿MN分別交于c、d兩點，點o是cd的中點，桿MN上a、b兩點關于o點對稱．兩導線均通有大小相等、方向向上的電流，已知長直導線在在周圍某點產生磁場的磁感應強度與電流成正比、與該點到導線的距離成反比．一帶正電的小球穿在桿上，以初速度v₀從a點出發沿桿運動到b點．在a、b、o三點桿對小球的支持力大小分別為F_a、F_b、F_o．下列說法可能正確的是（　�。�

A．F_a＞F_o

B．F_b＞F_a

C．小球一直做勻速直線運動

D．小球先做加速運動后做減速運動

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