题目内容

如图所示为质谱仪的原理图,A为粒子加速器,电压为U1;B为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B1,板间距离为d;C为偏转分离器,磁感应强度为B2。今有一质量为m、电量为q的正离子经加速后,恰好通过速度选择器,进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动,求:

⑴粒子的速度v;

⑵速度选择器的电压U2;

⑶粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R和运动时间t。

(1)(2)(3)

【解析】

试题分析:(1)粒子经加速电场U1加速,获得速度v,由动能定理可得: qU1=mv2

解得

⑵在速度选择器中作匀速直线运动,电场力与洛仑兹力平衡得: qE=qvB1

U2=B1dv=

⑶在B2中作圆周运动,洛仑兹力提供向心力,

考点:动能定理;带电粒子在匀强磁场中的运动;速度选择器.

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