如图所示为质谱仪的原理图,A为粒子加速器,电压为U 1 ;B为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B 1 ,板间距离

如图所示为质谱仪的原理图,A为粒子加速器,电压为U 1 ;B为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B 1 ,板间距离为d;C为偏转分离器,磁感应强度为B 2 .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U 2
(3)粒子在B 2 磁场中做匀速圆周运动的半径R.
tija 1年前 已收到1个回答 举报

jordanli23 幼苗

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(1)粒子经加速电场U 1 加速,获得速度V,由动能定理得:
qU 1 =
1
2 mv 2 解得v=

2q U 1
m
故粒子的速度为

2q U 1
m .
(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=qvB 1
U 2
d q=qv B 1
U 2 =B 1 dv=B 1 d

2q U 1
m
故速度选择器的电压U 2 为B 1 d

2q U 1
m .
(3)在B 2 中作圆周运动,洛仑兹力提供向心力,有 qv B 2 =m
v 2
R ,
R=
mv
q B 2 =
m
q B 2

2q U 1
m =
1
B 2

2m U 1
q .
故粒子在B 2 磁场中做匀速圆周运动的半径R为
1
B 2

2m U 1
q .

1年前

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