Question

【题目】如图所示为一种质谱仪的工作原理示意图，静电分析器通道中心线半径为R，，通道内有均匀辐射电场，在中心线处的电场强度大小为E；磁分析器中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），经加速电场加速后进入静电分析器，沿中心线MN做匀速圆周运动，而后由P点进入磁分析器中，最终经过Q点以垂直虚线的方向进入收集器。求：

（1）加速电场中的加速电压U；

（2）匀强磁场的磁感应强度B。

Answer 1

【答案】(1) ；(2)

【解析】

(1)离子在加速电场中加速的过程中，由动能定理可得

离子在静电分析器中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律

解得

(2)离子在磁分析器中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律

又

解得