题目内容

在某匀强磁场中,有两个电子以不同的速率在做匀速圆周运动.它们受到的洛伦兹力方向______跟速度方向垂直(选填“一定”或“不一定”);它们受到的洛伦兹力大小一定______,做圆周运动的半径一定______,周期一定______(以上三空选填“相等”或“不相等”).
电子做匀速圆周运动,受到的洛伦兹力方向一定跟速度方向垂直;
洛伦兹力大小公式f=qvB∝v,则知两个电子受到的洛伦兹力大小一定不相等;
在磁场中电子的圆周运动的半径公式为r=
mv
qB
∝v,则知半径一定不相等;
周期公式为T=
2πm
qB
,则知周期一定相等.
故答案为:一定;不相等,不相等,相等.
练习册系列答案
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有一种“双聚焦分析器”质谱仪,工作原理如图所示.加速电场的电压为U,静电分析器中有辐向会聚电场,即与圆心O1等距各点的电场强度大小相同,方向沿径向指向圆心O1;磁分析器中以O2为圆心、圆心角为90°的扇形区域内,分布着方向垂直于纸面向外的匀强磁场,其左边界与静电分析器的右边界平行.由离子源发出一个质量为m、电荷量为q的正离子(初速度为零,重力不计),经加速电场加速后,从M点沿垂直于该点的电场方向进入静电分析器,在静电分析器中,离子沿半径为R的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动,并从N点射出静电分析器.而后离子由P点沿着既垂直于磁分析器的左边界,又垂直于磁场方向射入磁分析器中,最后离子沿垂直于磁分析器下边界的方向从Q点射出,并进入收集器.测量出Q点与圆心O2的距离为d,位于Q点正下方的收集器入口离Q点的距离为
d
2
.(题中的U、m、q、R、d都为已知量)
(1)求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小;
(2)求磁分析器中磁感应强度B的大小;
(3)现将离子换成质量为4m,电荷量仍为q的另一种正离子,其它条件不变.磁分析器空间足够大,离子不会从圆弧边界射出,收集器的位置可以沿水平方向左右移动,要使此时射出磁分析器的离子仍能进入收集器,求收集器水平移动的距离.

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