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质谱仪的工作原理图如图所示，A为粒子加速器，加速电压为U1：M为速度选择器，两板问有相互垂直的匀强磁场和匀强电场，匀强磁场的磁感应强度为B，两板间距离为d；N为偏转分离器
网友投稿 2022-10-22 00:00:00 零零社区
◎ 题目
质谱仪的工作原理图如图所示，A为粒子加速器，加速电压为U
1
：M为速度选择器，两板问有相互垂直的匀强磁场和匀强电场，匀强磁场的磁感应强度为B，两板间距离为d；N为偏转分离器，内部有与纸面垂直的匀强磁场，磁感应强度为B
2
．一质量为m，电荷量为q的带正电的粒子由静止经加速器加速后，恰能通过速度选择器，进入分离器后做圆周运动，并打到感光板P上．不计重力，求：
（1）粒子经粒子加速器A加速后的速度”的大小及速度选择器肘两板间的电压U
2
；
（2）粒子在偏转分离器Ⅳ的磁场中做圆周运动的半径尺：
（3）某同学提出：在其它条件不变的情况下，只减小加速电压U．，就可以使粒子在偏转分离器Ⅳ的磁场中做圆周运动的半径减小，试分析他的说法是否正确．
◎ 答案
（1）带电粒子在A中电场力对它做功，由动能定理得：
qU
1
=
1
2
mv
2
带电粒子在M中水平方向受电场力和洛伦兹力，有：
q
U
2
d
=qvB
1
可得：v=
2q
U
1
m
U
2
=B
1
d
2q
U
1
m
（2）带电粒子在N中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力
qvB
2
=m
v
2
R
可得：R=
2
U
1
m
q
B
22
（3）不正确，在其它条件不变的情况下，只减小加速电压U，会减小进入速度选择器的速度，粒子所受电场力就不等于洛伦兹力，粒子无法通过速度选择器进入偏转分离器．
答：（1）粒子经粒子加速器A加速后的速度的大小是
2q
U
1
m
，速度选择器两板间的电压为B
1
d
2q
U
1
m
；
（2）粒子在偏转分离器Ⅳ的磁场中做圆周运动的半径为
2
U
1
m
q
B
22
：
（3）不正确，在其它条件不变的情况下，只减小加速电压U，会减小进入速度选择器的速度，粒子所受电场力就不等于洛伦兹力，粒子无法通过速度选择器进入偏转分离器．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“质谱仪的工作原理图如图所示，A为粒子加速器，加速电压为U1：M为速度选择器，两板问有相互垂直的匀强磁场和匀强电场，匀强磁场的磁感应强度为B，两板间距离为d；N为偏转分离器…”主要考查了你对 【共点力的平衡】，【动能定理】，【带电粒子在匀强磁场中的运动】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/320830.html
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