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
◎ 题目
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: (1)粒子的速度v (2)速度选择器的电压U2 (3)粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R. |
◎ 答案
(1)粒子经加速电场U1加速,获得速度V,由动能定理得: qU1=
故粒子的速度为
(2)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 Eq=qvB1即
U2=B1dv=B1d
故速度选择器的电压U2为B1d
(3)在B2中作圆周运动,洛仑兹力提供向心力,有qvB2=m
R=
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