Question

【題目】如圖為質(zhì)譜儀的原理示意圖,電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子從靜止開始經(jīng)過電勢差為U的加速電場后進入粒子速度選擇器,選擇器中存在相互垂直的勻強電場和勻強磁場,勻強電場的場強為E、方向水平向右.已知帶電粒子能夠沿直線穿過速度選擇器,從G點垂直MN進入偏轉(zhuǎn)磁場,該偏轉(zhuǎn)磁場是一個以直線MN為邊界、方向垂直紙面向外的勻強磁場.帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場后,最終到達照相底片的H點.可測量出G、H間的距離為L.帶電粒子的重力可忽略不計.求

（1）.粒子從加速電場射出時速度v的大小.

（2）.粒子速度選擇器中勻強磁場的磁感強度B1的大小和方向.

（3）.偏轉(zhuǎn)磁場的磁感強度B2的大小.

Answer 1

【答案】（1） （2） （3）

【解析】試題分析：（1）粒子在電場中加速運動，根據(jù)動能定理有：

解得：

（2）粒子在速度選擇器中做勻速直線運動，根據(jù)平衡條件有：qE=qvB1

故：

（3）粒子在磁場中做勻速圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律有：

，解得

根據(jù)題中幾何關(guān)系可知，其軌道半徑為：

聯(lián)列解得：