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单选题-单题 适中0.65 引用1 组卷355
如图所示,在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中,固定一内部真空且内壁光滑的圆柱形薄壁绝缘管道,其轴线与磁场垂直。管道长度为l(管道长度大于管道横截面半径)。带电粒子束持续以某一速度v沿轴线进入管道,粒子在磁场力作用下经过一段圆弧垂直打到管壁上,与管壁发生弹性碰撞,三次碰撞后从另一端沿轴线射出,单位时间进入管道的粒子数为n,粒子电荷量为,不计粒子的重力和粒子间的相互作用,下列说法正确的是(  )

A.管道横截面半径为
B.粒子在磁场中运动的时间为
C.粒子质量为
D.粒子束每次与管壁碰撞时,对管道的平均作用力大小为
2024·安徽·三模
知识点:动量定理的内容和表达式带电粒子在直边界磁场中运动 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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质谱仪
质谱仪是用来测量带电粒子质量的一种仪器。
质谱仪结构如图a所示,它分别由加速器I、速度选择器II、质量分离器III三部分组成。若从粒子源P点发出一个电量q、质量为m的正离子,经过加速器得到加速,进入速度选择器,速度符合一定大小的离子能够通过缝射入质量分离器中。整个过程中可以不考虑离子重力的影响。完成下列问题:

【小题1】加速器I由两块带电平行金属板组成,为了使正离子得到加速,则应让金属板__________电(选填“正”、“负”)。在下降过程中,离子的电势能__________(选填“减少”、“增大”、“不变”)。如果离子从速度开始经加速后速度达到,则加速器两极板问电压__________
【小题2】离子以速度进入速度选择器II中,两板间电压为,两板长度,相距d。离子在穿过电场过程中,为了不让离子发生偏转,需要在该区域加一个垂直于电场和速度平面的磁场。

(1)则所加磁场的磁感强度 ____________
(2)在图b中分别用标出离子受到的电场力与磁场力方向;____________
(3)离开分离器时离子的速度____________
【小题3】若离子以速度垂直于磁场方向进入质量分离器III,图c所示。其磁感应强度大小为。离子在磁场力作用下做半圆周运动
(1)圆周运动的直径__________
(2)带电粒子的电量和质量之比称为粒子的荷质比,设,如果在质谱仪底片上得到了1、2两条谱线,可以比较其对应的两个电荷的荷质比大小(        )

A.k1>k2                    B.k1=k2                    C.k1<k2                    D.无法比较质谱仪底片
【小题4】若带离子束持续以某一速度沿轴线进入管道,如图所示,管道在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中,固定一内部真空且内壁光滑的圆柱形薄壁绝缘管道,其轴线与磁场垂直。管道横截面半径为a,长度为l)。粒子在磁场力作用下经过一段圆弧垂直打到管壁上,与管壁发生弹性碰撞,多次碰撞后从另一端射出,单位时间进入管道的粒子数为n,粒子电荷量为,不计粒子的重力、粒子间的相互作用,下列说法正确的是(       

A.粒子在磁场中运动的圆弧半径为a
B.粒子质量为
C.管道内的等效电流为
D.粒子束对管道的平均作用力大小为

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