速度选择器 知识点题库

一束几种不同的正离子,垂直射入正交的匀强磁场和匀强电场区域里,离子束保持原运动方向未发生偏转.接着进入另一匀强磁场,发现这些离子分成几束如图.对这些离子,可得出结论(   )

A . 它们的动能一定各不相同 B . 它们的电量一定各不相同 C . 它们的质量一定各不相同 D . 它们的荷质比一定各不相同
如图所示,两平行金属板间距为d,电势差为U,板间电场可视为匀强电场;金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场.带电量为+q、质量为m的粒子,由静止开始从正极板出发,经电场加速后射出,并进入磁场做匀速圆周运动.忽略重力的影响,求:

  1. (1) 粒子从电场射出时速度v的大小;

  2. (2) 粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R.

如图所示是粒子速度选择器的原理图,如果粒子所具有的速率v= 那么(   )

A . 带正电粒子必须沿ab方向从左侧进入场区,才能沿直线通过 B . 带负电粒子必须沿ba方向从右侧进入场区,才能沿直线通过 C . 不论粒子电性如何,沿ab方向从左侧进入场区,都能沿直线通过 D . 不论粒子电性如何,沿ba方向从右侧进入场区,都能沿直线通过
如图所示为质谱仪的原理图,电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后,进入粒子速度选择器,选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强电场的场强为E,方向水平向右.带电粒子能够沿直线穿过速度选择器,从G点既垂直直线MN又垂直于磁场的方向射入偏转磁场.偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场.带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片的H点.已知偏转磁场的磁感应强度为B2 , 带电粒子的重力可忽略不计.求:

  1. (1) 粒子从加速电场射出时速度的大小;

  2. (2) 粒子速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小和方向;

  3. (3) 带电粒子进入偏转磁场的G点到照相底片H点的距离L.

如图所示,相距为d、板间电压为U0的平行金属板间有方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B0的匀强磁场:Op和x轴的夹角α=450 , 在POy区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,Pox区域内有沿着x轴正方向的匀强电场,场强大小为E:一质量为m、电荷量为q的正离子沿平行与金属板、垂直磁场方向射入板间并做匀速直线运动,从坐标为(0,L)的a点垂直y轴进入磁场区域,从OP上某点沿y轴负方向离开磁场进入电场,不计离子的重力,求:

  1. (1) 离子在平行金属板间的运动速度v0

  2. (2) Poy区域内匀强磁场的磁感应强度B;

  3. (3) 离子打在x轴上对应点的坐标.

如图所示为一速度选择器,内有一磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场,一束粒子流以速度v水平射入,为使粒子流经过磁场时不偏转(不计重力),则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场,关于此电场强度大小和方向的说法中,正确的是(  )

A . 大小为 ,粒子带正电时,方向向上 B . 大小为 ,粒子带负电时,方向向上 C . 大小为Bv,方向向下,与粒子带何种电荷无关 D . 大小为Bv,方向向上,与粒子带何种电荷无关
在平行板电容器极板间有场强为E、方向竖直向下的匀强电场和磁感应强度为B1、方向水平向里的匀强磁场。左右两挡板中间分别开有小孔S1、S2 , 在其右侧有一边长为L的正三角形磁场,磁感应强度为B2 , 磁场边界ac中点S3与小孔S1、S2正对。现有大量的带电荷量均为+q、而质量和速率均可能不同的粒子从小孔S1水平射入电容器,其中速率为v0的粒子刚好能沿直线通过小孔S1、S2。粒子的重力及各粒子间的相互作用均可忽略不计。下列有关说法中正确的是(      )

A . v0一定等于 B . 在电容器极板中向上偏转的粒子的速度一定满足 C . 质量 的粒子都能从ac边射出 D . 能打在ac边的所有粒子在磁场B2中运动的时间一定都相同
如图,一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场(B)和匀强电场(E)组成的速度选择器,然后粒子通过平板S上的狭缝P,进入另一匀强磁场(B′),最终打在AlA2上。下列表述正确的是(  )

A . 粒子带负电 B . 所有打在AlA2上的粒子,在磁场B′中运动时间都相同 C . 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D . 粒子打在AlA2上的位置越靠近P,粒子的比荷 越大
质谱仪原理如图所示,a为粒子加速器,电压为U1;b为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B1 , 板间距离为d;c为偏转分离器,磁感应强度为B2.今有一质量为m、电荷量为e的正粒子(不计重力),经加速后,该粒子恰能通过速度选择器,粒子进入分离器后做匀速圆周运动.求:

  1. (1) 粒子的速度v为多少?
  2. (2) 速度选择器的电压U2为多少?
  3. (3) 粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大?
在如图所示的平行板器件中,电场强度E和磁感应强度B相互垂直,两平行板水平放置。具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来,所以叫做速度选择器。现有一束带电粒子以速度v0从左端水平射入,不计粒子重力。下列判断正确的是(   )

A . 若粒子带正电且速度 ,则粒子将沿图中虚线方向通过速度选择器 B . 若粒子带负电且速度 ,则粒子将偏离虚线方向向上做曲线运动 C . 若粒子带正电且速度 ,则粒子将偏离虚线方向向上做曲线运动 D . 若粒子带负电且速度 ,则粒子将偏离虚线方向向上做曲线运动
质谱仪是利用电场和磁场分析带电粒子性质的仪器,某同学设计的一种质谱仪结构如图所示。一对平行金属板的板间距为 ,板间电压为 ,上极板带正电。我们把板间区域叫区域Ⅰ。在上板右端紧挨着上板垂直放置一足够大的荧光屏 。以下板右端点 为顶点的足够大的区域 叫做区域Ⅱ,角 。在区域Ⅰ、Ⅱ间均分布有垂直纸面向里,磁感应强度为 的匀强磁场。以下问题中均不考虑带电粒子的重力和带电粒子之间的相互作用。

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  1. (1) 某带电粒子沿两板间中线 方向射入后沿直线运动进入区域Ⅱ,恰好垂直 边界射出,判断带电粒子的电性,求出粒子的荷质比以及粒子在区域Ⅱ中的运动时间;
  2. (2) 仅将(1)问中的粒子电性改变,而且将大量这样的粒子从两极板左端口从上到下均匀排列,沿平行极板方向源源不断地射入板间。求某时刻击中荧光屏的粒子个数与它们射入极板间时射入总数的比;
  3. (3) 在(2)问中若屏上某点接收到粒子流形成的电流为 ,假设粒子击中屏后速度变为零,求粒子对屏的平均撞击力大小。
如图所示,a、b是一对平行金属板,分别接到直流电源两极上,右边有一挡板,正中间开有一小孔d,在较大空间范围内存在着匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,在a、b两板间还存在着匀强电场E.从两板左侧中点c处射入一束负离子(不计重力),这些负离子都沿直线运动到右侧,从d孔射出后分成3束.则下列判断正确的是(   )

A . 这三束负离子的速度一定不相同 B . 这三束负离子的电荷量一定不相同 C . 这三束负离子的比荷一定不相同 D . 这三束负离子的质量一定不相同
如图所示,两平行正对金属板水平放置,使上面金属板带上一定量的正电荷,下面金属板带上等量的负电荷,形成的匀强电场的场强为E,在它们之间加上垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,ab为两金属板间与板平行的中心线,且粒子重力不计,则下列判断正确的是(   )

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A . 带电粒子从右侧b进入场区可能沿ab方向做直线运动 B . 带电粒子从左侧a进入场区可能沿ab方向做直线运动 C . 若带电粒子在场区内做直线运动,其速度大小为B/E D . 若带电粒子在场区内做直线运动,其速度大小为E/B
如图,平行金属板的两极板之间的距离为d,电压为U。两极板之间有一匀强磁场,磁感应强度大小为B0 , 方向与金属板面平行且垂直于纸面向里。两极板上方一半径为R、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里。一带正电的粒子从A点以某一初速度沿平行于金属板面且垂直于磁场的方向射入两极板间,而后沿直径CD方向射入圆形磁场区域,并从边界上的F点射出。已知粒子在圆形磁场区域运动过程中的速度偏转角 ,不计粒子重力。求:

  1. (1) 粒子初速度v的大小;
  2. (2) 粒子的比荷。
如图所示的装置,下侧是两竖直放置的平行金属板,它们之间的电势差为U、间距为d,其中有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,上侧矩形区域ACDH有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,AC=L,AH=2L,M为AH的中点.一束电荷量大小均为q、质量不等的带电粒子(不计重力、可视为质点)以某初速度从小孔S射入下侧装置,恰能沿竖直直线垂直AH由M点射入矩形区域,最后全部从边界DH射出,若忽略电场、磁场的边缘效应及粒子间的相互作用,下列说法正确的是(   )

A . 该束粒子带负电 B . 该束粒子初速度的大小均为 C . 该束粒子中,粒子质量最小值为 B2 D . 该束粒子中,粒子质量最大值为 B2
质谱仪原理如图所示,a为粒子加速器,电压为 ,b为速度选择器,磁场与电场正交,匀强磁场的磁感应强度为 ,板间距离为d,c为偏转分离器,匀强磁场的磁感应强度为 。今有一质量为m、电荷量为e的带正电粒子(不计重力),经加速后,该粒子恰能匀速通过速度选择器,从O点垂直磁场边界进入分离器,然后做匀速圆周运动。求:

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  1. (1) 粒子经加速后进入速度选择器的速度 为多大?
  2. (2) 速度选择器的电压 为多少?
  3. (3) 粒子在 磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大?
质谱仪由如图所示的两部分区域组成:左侧是一速度选择器,M、N是一对水平放置的平行金属板,分别接到直流电源两极上,板间在较大范围内存在着方向相互垂直,且电场强大小为E的匀强电场和磁感应强度大小为B1的匀强磁场;右侧是磁感应强度大小为B2的另一匀强磁场,一束带电粒子不计重力由左端O点射入质谱仪后沿水平直线运动,从A点垂直进入右侧磁场后分成甲、乙两束,其运动轨迹如图所示,两束粒子最后分别打在乳胶片的P1、P2两个位置,A、P1、P2三点在同一条直线上,测出 AP1:AP2=4:3 ,带电粒子电荷量和质量之比称为比荷,则下列说法正确的是(   )

A . 甲、乙两束粒子在右侧B2磁场中的速度大小都等于 B . 甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷 C . 若甲、乙两束粒子的质量相等,则甲、乙两束粒子的电荷量比为4:3 D . 若甲、乙两束粒子的电荷量相等,则甲、乙两束粒子的质量比为4:3
如图所示,水平放置的金属板P、Q间存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。发热灯丝连续不断的逸出电子,电子经过电压为U的电场加速后沿OO'射入板间,稳定后(   )

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A . P板将带负电、Q板不带电 B . PQ两板间的电压与电压U成正比 C . U越大从O'射出的电子速度越大 D . B越大极板上积累的电荷量就越大
关于下列四幅课本上的插图的说法正确的是(   )

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A . 图甲是速度选择器示意图,由图可以判断出带电粒子的电性,不计重力的粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是 B . 图乙是磁流体发电机结构示意图,由图可以判断出A极板是发电机的正极 C . 图丙是质谱仪结构示意图,打在底片上的位置越靠近狭缝 说明粒子的比荷越大 D . 图丁是回旋加速器示意图,要使粒子飞出加速器时的动能增大,可仅增加电压U
如图为速度选择器的示意图,电场强度E和磁感应强度B互相垂直。具有某一特定速度的粒子,能够沿着图中虚线路径运动。不计粒子的重力,下列说法正确的是(   )

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A . 沿着虚线路径运动的粒子一定是从左侧射入的 B . 沿着虚线路径运动的粒子一定是从右侧射入的 C . 沿着虚线路径运动的粒子一定带正电 D . 沿着虚线路径运动的粒子一定带负电
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