Question

【题目】质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具。图中的铅盒A中的放射源释放出大量的带正电粒子，其中部分粒子能沿竖直方向通过离子速度选择器，从小孔G垂直于MN射入偏转磁场。已知速度选择器中匀强磁场的磁感应强度大小为B1，匀强电场的电场强度为E；偏转磁场是以直线MN为切线、半径为R的圆形边界匀强磁场，磁感应强度大小为B2，方向垂直于纸面向外。现在MN上的F点（图中未画出）接收到粒子，且GF=R。粒子的重力忽略不计，求：

(1)该粒子的比荷；

(2)该粒子从小孔G到达F点所用的时间t。

Answer 1

【答案】(1) ； (2) 。

【解析】

(1) 设带电粒子的电荷量为q，质量为m，进入偏转磁场的速度为v，则有∶

qE=qvB1

粒子在磁场中的运动轨迹如图所示

设∠GOF=θ，则tanθ=，故粒子在偏转磁场中做圆周运动的半径

再由

解得

(2)在偏转磁场中周期

偏转磁场中运动时间

出磁场到F点的时间

则