[题目]质谱仪原理如图所示.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.今有一质量为m.电荷量为+q的粒子.不计重力.该粒子经加速后恰能匀速通过速度选择器.进入偏转分离器后做半径为R的匀速圆周运动.求:(1)粒子射出加速器时的速度v,(2)速度选择器的电压U2,(3)偏转分离器中磁场的磁� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】质谱仪原理如图所示，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。今有一质量为m、电荷量为+q的粒子，不计重力，该粒子经加速后恰能匀速通过速度选择器，进入偏转分离器后做半径为R的匀速圆周运动。求：

（1）粒子射出加速器时的速度v；

（2）速度选择器的电压U2；

（3）偏转分离器中磁场的磁感应强度为B2。

【答案】（1）；（2）；（3）。

【解析】

（1）粒子经加速电场U1加速，获得速度为v，由动能定理可知：

qU1=mv2

解得

（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：

qE=qvB1

即

解得：

U2=B1dv=

（3）在B2中作圆周运动，洛仑兹力提供向心力

qvB2=m

解得：

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