某探究小组设计了一个质谱仪,其原理如图所示.一束电量均为,质量不同的带负电的粒子,经过电场加速后进入一速度选择器,从点进入一等腰直角三角形的有界磁场中,又从斜边射

◎ 题目

某探究小组设计了一个质谱仪,其原理如图所示.一束电量均为,质量不同的带负电的粒子,经过电场加速后进入一速度选择器,从点进入一等腰直角三角形的有界磁场中,又从斜边射出.速度选择器中垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度为,竖直向下的匀强电场强度为,有界磁场的磁感应强度为,直角边长为为斜边的中点,两点相距为.求:

(1)带电粒子进入有界磁场的速度大小.
(2)带电粒子质量应满足的条件.
(3)打在斜边上Q点的带电粒子在磁场中运动的时间.

◎ 答案

(1) (2)   (3)

◎ 解析


试题分析:(1)设速度为,在速度选择器中,有:   ①  (3分)
带电粒子进入有界磁场的速度为   ②(2分)
(2)设带电粒子质量为,在有界磁场中做圆周运动半径为
根据牛顿第二定律有;   ③ (3分)
要使带电粒子从斜边射出,必有 ④ (2分)
由②③④得:    ⑤    (2分)
(3)根据几何关系可得,带电粒子在磁场中运动的半径为 ⑥  (2分)
带电粒子在磁场中运动的周期:     ⑦  (2分)
带电粒子在磁场中运动的时间为周期: ⑧  (2分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“某探究小组设计了一个质谱仪,其原理如图所示.一束电量均为,质量不同的带负电的粒子,经过电场加速后进入一速度选择器,从点进入一等腰直角三角形的有界磁场中,又从斜边射…”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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