串列加速器是用来产生高能离子的装置，图中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管的中部b处有很高的正电势U，a、c两端均有电极接地(电势为零)．现将速度很低的负 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

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串列加速器是用来产生高能离子的装置，图中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管的中部b处有很高的正电势U，a、c两端均有电极接地(电势为零)．现将速度很低的负一价碳离子从a端输入，当离子到达b处时，可被设在b处的特殊装置将其电子剥离，成为n价正离子，而不改变其速度大小．这些正n价碳离子从c端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感强度为B的匀强磁场中，在磁场中做半径为R的圆周运动，已知碳离子的质量m＝2.0×10^－26kg，U＝7.5×10⁵V，B＝0.50T，n＝2，基元电荷e＝1.6×10^－19C，求R．

答案

0.75m

解析

设碳离子到达b处时的速度为v₁，从c端射出时的速度为v₂，由能量关系得
　　

＝eU　　①　　

＝

＋neU　　②
　　进入磁场后，碳离子做圆周运动，可得　　nev₂B＝m

　　③
　　由以上三式可得　　R＝

　　④
　　由④式及题给数值可解得　　R＝0.75m

核心考点

试题【串列加速器是用来产生高能离子的装置，图中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管的中部b处有很高的正电势U，a、c两端均有电极接地(电势为零)．现将速度很低的负】；主要考察你对粒子在复合场中运动等知识点的理解。[详细]

举一反三

如图所示，abcd是一个正方形的盒子，在cd边的中点有一个小孔e，盒子中存在着沿ad方向的匀强电场．一粒子源不断地从a处的小孔沿ab方向向盒内发射相同的带电粒子，粒子的初速度为v₀，经电场作用后恰从e处的小孔射出．现撤去电场，在盒中加一方向垂直于纸面的匀强磁场(图中未画出)，粒子仍恰好从e孔射出．(粒子的重力和粒子间的相互作用力均可忽略)，则

(1)所加磁场的方向如何？
(2)电场强度E与磁感强度B的比值为多大？

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如图所示，有一电量为q、重为G的小球，从两竖直的带等量异种电荷的平行板上方高h处自由落下，两板间有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，那么，带电小球在通过正交电磁场时

A．一定做曲线运动

B．不可能做曲线运动

C．可能做匀速直线运动

D．可能做匀加速直线运动

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如图所示，在直角坐标xoy的第一象限中分布着指向－y轴方向的匀强电场，在第四象限中分布着垂直纸面向里方向的匀强磁场，一个质量为m、带电＋q的粒子(不计重力)在A点(0，3)以初速V₀＝120m/s平行x轴射入电场区域，然后从电场区域进入磁场，又从磁场进入电场，并且只通过x轴上的P点(6，0)和Q点(8，0)各一次，已知该粒子的荷质比为q/m＝10⁸c/kg．

(1)画出带电粒子在电场和磁场中的运动轨迹．
(2)求磁感强度B的大小．

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如图(a)所示，两块水平放置的平行金属板A、B，板长L＝18.5cm，两板间距d＝3cm，两板之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝6.0×10^－2T，两板加上如图(b)所示的周期性电压，带电时A板带正电．当t＝0时，有一个质量m＝1.0×10^－12kg，带电荷量q＝＋1.0×10^－6C的粒子，以速度v＝600m/s，从距A板2.5cm处，沿垂直于磁场、平行于两板的方向射入两板之间，若不计粒子的重力，取π＝3.0，求：

(1)粒子在0～1×10^－4s内做怎样的运动？位移多大？
(2)带电粒子从射入到射出板间所用的时间．

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汤姆生在测定阴极射线荷质比时采用的方法是利用电场、磁场偏转法．即测出阴极射线在匀强电场或匀强磁场中穿过一定距离时的偏角．设匀强电场的电场强度为E，阴极射线垂直电场射入、穿过水平距离L后的运动偏角为θ(θ较小，θ≈tanθ)(如图A)；以匀强磁场B代替电场，测出经过同样长的一段弧长L的运动偏角为

(如图B)，试以E、B、L、θ、

表示组成阴极射线粒子比荷q/m的关系式．

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