下圖是測量帶電粒子質(zhì)量的儀器工作原理示意圖。設法使某有機化合物的氣態(tài)分子導入圖中所示的容器A中，使它受到電子束轟擊，失去一個電子變成正一價的分子離子。分子離子從狹縫s1以很小的速度進入電壓為U的加速電場區(qū)（初速不計），加速后，再通過狹縫s2、s3射入磁感強度為B的勻強磁場，方向垂直于磁場區(qū)的界面PQ。最后，分子離子打到感光片上，形成垂直于紙面而且平行于狹縫s3的細線。若測得細黑線到狹縫s3的距離為d，導出分子離子的質(zhì)量m的表達式。
分子離子的質(zhì)量m的表達式
求分子離子的質(zhì)量以m、q表示離子的質(zhì)量電量，以v表示離子從狹縫s2射出時的速度，由功能關(guān)系可得                 ①
射入磁場后，在洛侖茲力作用下做圓周運動，由牛頓定律可得
                                  ②
式中R為圓的半徑。d為感光片上的細黑線到狹縫s3的距離
解得d＝2R                                    ③
                                  ④
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

用絕緣細線懸掛一個質(zhì)量為m、帶電為+q的小球，讓它處于如圖所示的磁感應強度為B的勻強磁場中，由于磁場的運動，小球靜止在如圖所示位置，這時懸線與豎直方向夾角為α，并被拉緊.則磁場的運動速度和方向是(   )
A．，水平向右B．,水平向左
C．，豎直向上D．,豎直向下

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一細線上端固定，下端拴一個帶負電的小球，使小球在水平面內(nèi)作圓周運動，運動方向為俯視逆時針方向，則懸點O處的磁場方向是[　　]
A．豎直向下
B．豎直向上
C．水平向左
D．水平向右

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，從陰極K發(fā)射的電子經(jīng)電勢差U0="5" 000 V的陽極加速后，沿平行于板面的方向從中央射入兩塊長L1="10" cm、間距d=4cm的平行金屬板A、B之間，在離金屬板邊緣L2=" 75" cm處放置一個直徑D ="20" cm、帶有紀錄紙的圓筒．整個裝置放在真空內(nèi)，電子發(fā)射時的初速度不計，如圖所示，若在金屬板上加U="1000" cos2πt (V )的交流電壓，并使圓筒繞中心軸按圖示方向以n=" 2" r/s勻速轉(zhuǎn)動，分析電子在紀錄紙上的軌跡形狀并畫出從t=0開始的1s內(nèi)所紀錄到的圖形．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，質(zhì)量為1g的小環(huán)帶4×10-4C的正電荷，套在長直的絕緣桿上，兩者間的動摩擦因數(shù)μ=O.2。將桿放入都是水平的互相垂直的勻強電場和勻強磁場中，桿所在平面與磁場垂直，桿與電場的夾角為37°。若E=10N／C，B=O.5T，小環(huán)從靜止起動。求：
(1)當小環(huán)加速度最大時，環(huán)的速度和加速度；
(2)當小環(huán)的速度最大時，環(huán)的速度和加速度。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，傾角θ=30º、寬度L=1m的足夠長的“U”形平行光滑金屬導軌固定在磁感應強度B =1T，范圍足夠大的勻強磁場中，磁場方向垂直于斜面向下。用平行于軌道的牽引力拉一根質(zhì)量m =0.2㎏、電阻R =1Ω的垂直放在導軌上的金屬棒a b，使之由靜止開始沿軌道向上運動。牽引力做功的功率恒為6W，當金屬棒移動2.8m時，獲得穩(wěn)定速度，在此過程中金屬棒產(chǎn)生的熱量為5.8J，不計導軌電阻及一切摩擦，取g=10m/s2。求：
（1）金屬棒達到穩(wěn)定時速度是多大？
（2）金屬棒從靜止達到穩(wěn)定速度時所需的時間多長?

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖17所示，兩個寬度為d的有界磁場區(qū)域，磁感應強度都為B，方向如圖18所示，不考慮左右磁場相互影響且有理想邊界。一帶電質(zhì)點質(zhì)量為m，電量為q，以一定的初速度從邊界外側(cè)垂直磁場方向射入磁場，入射方向與CD成θ角。若帶電質(zhì)點經(jīng)過兩磁場區(qū)域后又與初速度方向相同的速度出射。求初速度的最小值以及經(jīng)過磁場區(qū)域的最長時間。（重力不計）。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

地球的地理兩極與地磁的兩極并不重合，因此磁針并非準確的指南或者指北，其間有一個夾角--磁偏角．世界上第一個觀測到磁偏角的人是（　�。�
A．中國的沈括B．中國的鄭和
C．意大利的哥倫布D．葡萄牙的麥哲倫

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（附加題）（10分）
自由電子激光器原理如圖，自由電子經(jīng)電場加速后，從正中央射入上下排列著許多磁鐵的磁場區(qū)域，相鄰兩磁鐵相互緊靠且極性相反．電子在磁場力作用下 “扭動”著前進，每“扭動”一次就會發(fā)出一個光子（不計電子發(fā)出光子后能量損失），兩端的反射鏡使光子來回反射，最后從透光的一端發(fā)射出激光．

（1）若激光器發(fā)射激光的功率為P＝6.63×109W，頻率為ν＝1016Hz，試求該激光器每秒發(fā)出的光子數(shù)（普朗克常量h=6.63×10-34J?s）；
（2）若加速電壓U=1.8×104V，電子質(zhì)量m=9.0×10-31kg，電子電量e=1.6×10-19C，每對磁極間的磁場可看作是勻強磁場，磁感應強度B=9.0×10­-4T，每個磁極左右寬l1=0.30m，垂直紙面方向長l2=1.0m．當電子從正中央垂直磁場方向射入時，電子可通過幾對磁極？

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同步練習冊答案