Question

【題目】質(zhì)譜儀的工作原理圖如圖所示,A為粒子加速器,加速電壓為U1;M為速度選擇器,兩板間有相互垂直的勻強磁場和勻強電場,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B1,兩板間距離為d;N為偏轉(zhuǎn)分離器,內(nèi)部有與紙面垂直的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B2.一質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電的粒子由靜止經(jīng)加速器加速后,恰能通過速度選擇器,進(jìn)入分離器后做圓周運動,并打到感光板P上.不計重力,求:

(1)粒子經(jīng)粒子加速器A加速后的速度v的大小及速度選擇器M兩板間的電壓U2.

(2)粒子在偏轉(zhuǎn)分離器N的磁場中做圓周運動的半徑R.

(3)某同學(xué)提出在其他條件不變的情況下,只減小加速電壓U1,就可以使粒子在偏轉(zhuǎn)分離器N的磁場中做圓周運動的半徑減小.試分析他的說法是否正確.

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）不正確

【解析】

試題分析：(1)帶電粒子在A中電場力對它做功,由動能定理得：

得： （2分）

帶電粒子在M中水平方向受電場力和洛倫茲力,則

可得 （2分）

(2)帶電粒子在N中做勻速圓周運動,洛倫茲力充當(dāng)向心力

可得 (4分)

(3)不正確.若其他條件不變,只減小加速電壓U1,則粒子經(jīng)加速后獲得的速度減小,進(jìn)入速度選擇器后,粒子受到的電場力和洛倫茲力大小不再相等,粒子無法通過速度選擇器進(jìn)入偏轉(zhuǎn)分離器. (2分)