(1)當(dāng)a.b間的電壓為U1時.在M.N間加上適當(dāng)?shù)碾妷篣2.使離子到達(dá)探測器.請導(dǎo)出離子的全部飛行時間與比荷K的關(guān)系式.(2)去掉偏轉(zhuǎn)電壓U2.在M.N間區(qū)域加上垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場.磁感應(yīng)強(qiáng)度B.若進(jìn)入a.b間所有離子質(zhì)量均為m.要使所有的離子均能通過控制區(qū)從右側(cè)飛出.a.b間的加速電壓U1至少為多少? 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

飛行時間質(zhì)譜儀主要由脈沖閥、激光器、加速電場、偏轉(zhuǎn)電場和探測器組成,可以對氣體分子進(jìn)行分析。如圖所示,脈沖閥P噴出微量氣體,經(jīng)激光照射產(chǎn)生不同價位的離子,自a板小孔進(jìn)入a、b間的加速電場,從b板小孔射出,沿中線方向進(jìn)入M、N板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū),到達(dá)探測器。已知加速電場a、b板間距為d,偏轉(zhuǎn)電場極板M、N的長度為L1,寬度為L2。不計離子重力及進(jìn)入a板時的初速度。
(1)設(shè)離子帶電粒子比荷為k(k=q/m),如a、b間的加速電壓為U1,試求離子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的初速度v0;
(2)當(dāng)a、b間的電壓為U1時,在M、N間加上適當(dāng)?shù)碾妷篣2,離子從脈沖閥P噴出到到達(dá)探測器的全部飛行時間為t。請推導(dǎo)出離子k比荷的表達(dá)式;
(3)在某次測量中探測器始終無法觀察到離子,分析原因是離子偏轉(zhuǎn)量過大,打到極板上,請說明如何調(diào)節(jié)才能觀察到離子?

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精英家教網(wǎng)真空室中有如圖所示的裝置,設(shè)電子電量為e、質(zhì)量為m.電極K發(fā)出的電子(初速不計)經(jīng)過加速電場后,由小孔O沿水平放置的偏轉(zhuǎn)板M、N間的中心軸線OO'射入.M、N板長為L,兩板間的距離d,兩板間加有恒定電壓U2,它們間的電場可看作勻強(qiáng)電場.偏轉(zhuǎn)板右端邊緣到熒光屏P的距離為s.當(dāng)加速電壓為U1時,電子恰好打在熒光屏的B點(diǎn).已知A、B點(diǎn)到中心軸線OO′的距離相等.求U1

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飛行時間質(zhì)譜儀可對氣體分子進(jìn)行分析.如圖所示,在真空狀態(tài)下,脈沖閥P噴出微量氣體,經(jīng)激光照射產(chǎn)生電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子,自a板小孔進(jìn)入a、b間的加速電場(a、b間的電壓為U1),從b板小孔射出,沿中線方向進(jìn)入M、N板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū),到達(dá)探測器.已知a、b板間距為d,極板M、N的長度和間距均為L.不計離子重力及進(jìn)入a板時的初速度.則:
(1)在M、N間加上適當(dāng)?shù)碾妷,使離子到達(dá)探測器.求離子到達(dá)探測器的全部飛行時間.
(2)為保證離子不打在極板上,求M、N間的最大偏轉(zhuǎn)電壓U2
(3)求離子離開偏轉(zhuǎn)控制區(qū)時的最大速率.

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飛行時間質(zhì)譜儀可對氣體分子進(jìn)行分析.如圖所示,在真空狀態(tài)下,脈沖閥P噴出微量氣體,經(jīng)激光照射產(chǎn)生電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子,自a板小孔進(jìn)入a、b間的加速電場,從b板小孔射出,沿中線方向進(jìn)入M、N板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū),到達(dá)探測器.已知a、b板間距為d,極板M、N的長度和間距均為L.不計離子重力及進(jìn)入a板時的初速度.(1)當(dāng)a、b間的電壓為U1,在M、N間加上適當(dāng)?shù)碾妷篣2,使離子到達(dá)探測器.求離子到達(dá)探測器的全部飛行時間.
(2)為保證離子不打在極板上,試求U2與U1的關(guān)系.

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飛行時間質(zhì)譜儀可對氣體分子進(jìn)行分析。如圖所示,在真空狀態(tài)下,脈沖閥P噴出微量氣體,經(jīng)激光照射產(chǎn)生電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子,自a板小孔進(jìn)入a、b間的加速電場,從b板小孔射出,沿中線方向進(jìn)入M、N板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū),到達(dá)探測器。已知a、b板間距為d,極板M、N的長度和間距均為L。不計離子重力及進(jìn)入a板時的初速度。

   (1)當(dāng)a、b間的電壓為U1,在M、N間加上適當(dāng)?shù)碾妷篣2,使離子到達(dá)探測器。求離子從a板到達(dá)探測器的飛行時間。

   (2)為保證離子不打在極板上,試求U2與U1的關(guān)系。

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        題號

        1

        2

        3

        4

        5

        6

        7

        8

        9

        10

        11

        12

        答案

        B

        BD

        CD

        A

        A

        AD

        AB

        A

        C

        CD

        A

        ACD

        13(1)D (5分)   (2)   80J (5分)   14 (1) A (5分) (2) ×10 8 m/s (5分)     

        15.(12分)4.0(3分), 2.16 或2.2(3分),滑塊的質(zhì)量(3分),(3分)

        16 (12分)

        (1)  連接電路如答案圖(5分)          (2) A (2分) (3) 1.6×103 (5分)

         

         

         

         

         

         

         

         

         

         

         

        17(18分)(1).解:①設(shè)該星球表面的重力加速度為g小球的上升時間為,

          <fieldset id="t77hp"></fieldset>

          20081125

          解得      (2分)

             ②在該星球表面上小球所受萬有引力為

               (2分)

          (1分).

          (2) ①從BC的過程中,加速度大小為a1==2 m/s(2分),

          a1=mg,所以m=0.2                            (2分),

          ②從AB的過程中,加速度大小為a2    

          根據(jù)牛頓第二定律 mgsinq-mmgcosq=ma2    (2分),

          a24.4 m/s2

                             a2==4.4 m/s2             (2分),

                               VA=2.0 m/s                  (1分)

          18(16分)

          解:設(shè)導(dǎo)體桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E,感應(yīng)電流為I。外電路為ad、dc、cb三邊電阻串聯(lián)后再與ab邊電阻并聯(lián),設(shè)總電阻為R,ab邊和dc邊的電流分別為Iab和Idc。

          ⑴ 金屬框受重力和安培力,處于靜止?fàn)顟B(tài),有:

                          (3分)

               (2分)

          =7.5A             (3分)

           

          ⑵    E=B1L1                     (3分)

          E=IR , ,           (2分)

          得:          (3分)

                 

          19題(17分)

          (1)由動能定理:                          ( 2分)

          n價正離子在a、b間的加速度                   ( 1分)

          在a、b間運(yùn)動的時間=d                     ( 2分)

          在MN間運(yùn)動的時間:t2=L/v                               ( 1分)

          離子到達(dá)探測器的時間:

          t=t1+t2=                                              ( 2分)

          (2)假定n價正離子在磁場中向N板偏轉(zhuǎn),洛侖茲力充當(dāng)向心力,設(shè)軌跡半徑為R,由牛頓第二定律得:                                 (   2分)

          離子剛好從N板右側(cè)邊緣穿出時,由幾何關(guān)系:            

          R2=L2+(R-L/2)2                                         (2分)

          由以上各式得:                           ( 2分)

          當(dāng)n=1時U1取最小值                     ( 3分)

          20.(17分)

          (1)設(shè)A在C板上滑動時,B相對于C板不動,據(jù)題意對B、C分析有:

          μmg=2ma,得,                       ( 1分)

          又B最大的加速度為由于am>a,所以B相對于C不滑動而一起向右做勻加速運(yùn)動,則。                       ( 2分)

          (2)若物塊A剛好與物塊B發(fā)生碰撞,則A相對于C運(yùn)動到B所在處時,A、B的速度大小相等,因為B與木板C的速度相等,所以此時三者的速度均相同,設(shè)為v1,由動量守恒定律得:

          mv0=3mv1        ①                 ( 2分)

           

          在此過程中,設(shè)木板C運(yùn)動的路程為s1,則A運(yùn)動的路程為s1+L,如圖所示,由動能定理得

           

           

          對B、C系統(tǒng)有  ②           ( 2分)

          對A有    ③       (2分)

          聯(lián)立①、②、③解得:,欲使A與B發(fā)生碰撞,須滿足

                                             ( 2分)

             

          設(shè)B剛好不滑離木板C,此時三者的共同速度為v2,同理得

          mv0=3mv2          ④      (2分)

          在此過程中,A、B、C系統(tǒng)克服滑動摩擦力做功,減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能,由能的轉(zhuǎn)化和守恒得       ⑤   ( 2分)

          聯(lián)立④、⑤解得

          綜上所述,使物塊A能與B發(fā)生碰撞,而B又不滑離C,則物塊A的初速度v0應(yīng)滿足

          。                         (2分)

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           


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