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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,两板间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B1,两板间距离为d;N为偏转分离

网友投稿  2023-04-06 00:00:00  互联网

◎ 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U1;M为速度选择器,两板间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B1,两板间距离为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B2,一质量为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。不计粒子重力。求:
(1)粒子经粒子加速器A加速后的速度v的大小及速度选择器M两板间的电压U2
(2)粒子在偏转分离器N的磁场中做圆周运动的半径R;
(3)某同学提出:在其他条件不变的情况下,只减小加速电压U1,就可以使粒子在偏转分离器N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

解:(1)粒子在A中电场力对它做功,由动能定理
粒子在M中水平方向受电场力和洛伦兹力,有
可得
(2)粒子在N中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力
可得
(3)不正确。若其他条件不变,只减小加速电压U1,则粒子经加速后获得的速度减小,进入速度选择器后,粒子受到的电场力和洛伦兹力大小不再相等,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,两板间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B1,两板间距离为d;N为偏转分离…”主要考查了你对  【质谱仪】  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。



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