题目内容
有一种质谱仪的结构如图15-3所示.带电粒子经过S1和S2之间的电场加速后，进入P1、P2之间的狭缝.P1、P2之间存在着互相正交的磁场B1和电场E，只有在这一区域内不改变运动方向的粒子才能顺利通过S0上的狭缝，进入磁感应强度为B2的匀强磁场区域后做匀速圆周运动，打在屏A′A上，并发出亮光.记录下亮光所在的位置，量取狭缝到亮光的距离d，即可求出带电粒子的比荷，简述其原理.
图15-3
原理(略)
解析:
设加速电场的加速电压为U，可求得带电粒子进入速度选择器时的速度v.根据平衡条件知道，只有速度为v的带电粒子才能被选择.粒子做匀速圆周运动时，根据洛伦兹力充当向心力，建立q/m的关系.在P1、P2之间,由qvB1=qE可知，只有速度为v=E/B1的粒子才能通过.这一装置叫速度选择器，S0以下的空间只存在磁场B2，不存在电场,带电粒子在洛伦兹力的作用下将做半径为R(R=
)的匀速圆周运动,qvB2=mv2/R即qB2=mE/B1R.
由上式得
，式中B1、B2是人为加上去的，R可测量，这样便可以求带电粒子的比荷q/m.
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和
之间的电场加速后，进入
、
之间的狭缝．
和电场E，只有在这一区域内不改变运动方向的粒子才能顺利通过
上的狭缝，进入磁感应强度为
的匀强磁场区域后做匀速圆周运动，打在屏
上，并发出亮光．记录下亮光所在的位置，量取狭缝到亮光的距离d，即可求出带电粒子的比荷，简述其原理．
