题目内容

如图,电容器两极板相距为d,两端电压为U,极板间的匀强电场B1,一束带正电的粒子从图示方向射入,穿过电容器后进入另一匀强磁场B2,结果分别打在a、b两点,两点间的距离为△R,则打在两点的粒子的质量差为多少?(粒子电荷量为q)
分析:带电粒子在电容器两极板间受电场力和洛伦兹力平衡,做匀速直线运动,进入磁场B2后做匀速圆周运动,根据轨道半径之差,运用洛伦兹力提供向心力求出粒子的质量差.
解答:解:在电容器中受力平衡有:qvB1=qE.解得v=
E
B1
=
U
dB1

进入磁场B2后,qvB2=m
v2
R

解得R=
mU
qdB1B2

位素的电量相等,质量不等.有△R=2(R1-R2)=
2△mU
qdB1B2

所以△m=
qB1B2d
2U
△R

答:打在两点的粒子的质量差为
qB1B2d
2U
△R
点评:解决本题的关键知道从速度选择器进入偏转磁场,速度相同.以及知道在偏转磁场中的半径与电荷的比荷有关,同位素,电量相同,质量不同,偏转的半径就不同.
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