近年來,京津冀地區(qū)加大了對(duì)大氣污染治理工作的力度,空氣質(zhì)量進(jìn)一步好轉(zhuǎn),2018年北京地區(qū)空氣質(zhì)量為優(yōu)良的天數(shù)達(dá)到了227天??諝庵械奈廴绢w??捎蔑w行時(shí)間質(zhì)譜儀來研究。質(zhì)譜儀通過測(cè)量帶電粒子的飛行時(shí)間,可以得到粒子的比荷,從而進(jìn)一步研究污染顆粒的特性。
某種型號(hào)的飛行時(shí)間質(zhì)譜儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示:主要由脈沖閥,激光器,a、b兩平行極板間的加速電場(chǎng),M、N間的無場(chǎng)漂移區(qū)(該區(qū)域不存在電場(chǎng))以及緊鄰無場(chǎng)漂移區(qū)的探測(cè)器組成,探測(cè)器可以接收和觀察帶電粒子。a板上的小孔O與b板上小孔O′的連線垂直于a、b兩板。已知a、b兩板間距為d,電壓為U;M、N間的無場(chǎng)漂移區(qū)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)。
測(cè)量時(shí),儀器內(nèi)部處于真空狀態(tài),脈沖閥釋放微量氣體,經(jīng)激光照射,氣體微粒成為帶電粒子,帶電粒子從a板上的小孔O進(jìn)入電場(chǎng),從b板上小孔O′射出,沿OO′方向進(jìn)入無場(chǎng)漂移區(qū),然后到達(dá)探測(cè)器。忽略帶電粒子進(jìn)入a板時(shí)的速度,不計(jì)粒子所受重力和粒子間的相互作用。
(1)試定性描述從小孔O到達(dá)探測(cè)器的過程中,帶電粒子的速度變化情況;
(2)若某帶電粒子從小孔O到達(dá)探測(cè)器的總飛行時(shí)間為t,求該粒子的比荷qm;
(3)增大帶電粒子在質(zhì)譜儀中的飛行時(shí)間,可以提高測(cè)量粒子比荷的準(zhǔn)確程度,為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確程度,在a、b兩板間電壓U不變的情況下,請(qǐng)根據(jù)儀器的工作原理,提出一個(gè)改進(jìn)儀器結(jié)構(gòu)的合理設(shè)想。
q
m
【考點(diǎn)】從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場(chǎng)中的問題;動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用;與加速電場(chǎng)相結(jié)合的質(zhì)譜儀.
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:49引用:3難度:0.6
相似題
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1.如圖所示,ABC為光滑的固定在豎直面內(nèi)的半圓形軌道,軌道半徑為R=0.4m,A、B為半圓軌道水平直徑的兩個(gè)端點(diǎn),O為圓心.在水平線MN以下和豎直線OQ以左的空間內(nèi)存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E=1.0×106N/C.現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量m=2.0×10-2kg,電荷量q=2.0×10-7C的帶正電小球(可看作質(zhì)點(diǎn)),從A點(diǎn)正上方由靜止釋放,經(jīng)時(shí)間t=0.3s到達(dá)A點(diǎn)并沿切線進(jìn)入半圓軌道,g=10m/s2,不計(jì)空氣阻力及一切能量損失,求:
(1)小球經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大?。?br />(2)小球經(jīng)過B點(diǎn)后能上升的最大高度.發(fā)布:2024/12/29 20:0:1組卷:746引用:4難度:0.5 -
2.11H、12H、13H三個(gè)原子核,電荷均為e,質(zhì)量之比為1:2:3,如圖所示,它們以相同的初速度由P點(diǎn)平行極板射入勻強(qiáng)電場(chǎng),在下極板的落點(diǎn)為A、B、C,已知上極板帶正電,原子核不計(jì)重力,下列說法正確的是( )
發(fā)布:2024/12/29 21:30:1組卷:372引用:5難度:0.6 -
3.如圖,在豎直平面內(nèi),一半徑為R的半圓形軌道與水平軌道在B點(diǎn)平滑連接.半圓形軌道的最低點(diǎn)為B、最點(diǎn)高為C,圓心為O.整個(gè)裝置處水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中.現(xiàn)讓一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),從水平軌道的A點(diǎn)靜止釋放,到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為
.當(dāng)小球過C點(diǎn)時(shí)撤去電場(chǎng),小球落到水平軌道上的D點(diǎn).已知A、B間的距離為5gRR,重力加速度為g,軌道絕緣且不計(jì)摩擦和空氣阻力,求:103
(1)該勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大??;
(2)A、D間的距離;
(3)小球經(jīng)過半圓形軌道某點(diǎn)P(圖中未畫出)時(shí),所受合外力方向指向圓心O,求小球過P點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大?。?/h2>發(fā)布:2024/12/29 20:30:1組卷:55引用:2難度:0.7