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,内打印页面

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

网友投稿 2023-04-12 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

（1）

（2）

（3）不正确

◎ 解析

试题分析：(1)带电粒子在A中电场力对它做功,由动能定理得：

得：

（2分）
带电粒子在M中水平方向受电场力和洛伦兹力,则

可得

（2分）
(2)带电粒子在N中做匀速圆周运动,洛伦兹力充当向心力

可得

(4分)
(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. (2分)
点评：了解速度选择器这个装置的功能以及原理．当一个物理量改变时，要考虑这个量的改变会引起过程中其它量的改变．

◎ 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为偏转分离器,内…”主要考查了你对【带电粒子在复合场中的运动】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。

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