题目内容
【题目】某粒子源向周围空间辐射带电粒子，工作人员欲通过质谱仪测量粒子的比荷，如图所示，其中S为粒子源，A为速度选择器，当磁感应强度为B1，两板间电压为U，板间距离为d时，仅有沿轴线方向射出的粒子通过挡板P上的狭缝进入偏转磁场，磁场的方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B2，磁场右边界MN平行于挡板，挡板与竖直方向夹角为α，最终打在胶片上离狭缝距离为L的D点，不计粒子重力。求：
（1）射出粒子的速率；
（2）射出粒子的比荷；
（3）MN与挡板之间的最小距离。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
（1）粒子在速度选择器中做匀速直线运动，
由平衡条件得：
qυB1＝q
解得υ＝；
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示：
由几何知识得：
r＝
＝
粒子在磁场中做圆周运动，由牛顿第二定律得qυB2＝m
，解得：
＝
（3）MN与挡板之间的最小距离：
d＝r﹣rsinα＝
答：（1）射出粒子的速率为；（2）射出粒子的比荷为；
（3）MN与挡板之间的最小距离为。
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