Question

一種稱為“質(zhì)量分析器”的裝置如圖所示。A表示發(fā)射帶電粒子的離子源，發(fā)射的粒子在加速管B中加速，獲得一定速率后于C處進入圓形細彎管（四分之一圓�。�，在磁場力作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，然后進入漂移管道D。若粒子質(zhì)量不同、或電量不同、或速率不同，在一定磁場中的偏轉(zhuǎn)程度也不同。如果偏轉(zhuǎn)管道中心軸線的半徑一定，磁場的磁感應(yīng)強度一定，粒子的電荷和速率一定，則只有一定質(zhì)量的粒子能自漂移管道D中引出。已知帶有正電荷q=1.6×10^-19的磷離子質(zhì)量為m=51.1×10^-27kg，初速率可認為是零，經(jīng)加速管B加速后速率為v=7.9×10⁵m/s。求（都保留一位有效數(shù)字）：

⑴加速管B兩端的加速電壓應(yīng)為多大？

⑵若圓形彎管中心軸線的半徑R=0.28m，為了使磷離子自漂移管道引出，則圖中虛線所圍正方形區(qū)域內(nèi)應(yīng)加磁感應(yīng)強度為多大的勻強磁場？

 

 

 

 

 

 

Answer 1

【答案】

⑴⑵

【解析】⑴解：對帶電粒子在加速過程中應(yīng)用動能定理：

…………………………⑴

解得：V……………………⑵

⑵對磷離子做勻速圓周運動應(yīng)用牛頓定律：

      ………………… ………⑶

解得：………… ………⑷

評分標準：⑴ ⑶每式5分，（3）式2 分⑷式1分