Question

【題目】質譜儀是分離同位素的重要儀器，其原理如圖所示，帶等量異種電荷的兩平行金屬板P1，P2之間的電壓為U，一個帶負電的粒子（不計重力）從P1板中由靜止釋放，之后從O點進入另一磁感應強度為B的勻強磁場中，在洛侖磁力的作用下，粒子做勻速圓周運動，經過半個圓周后打在擋板MN上的A點。已知粒子的質量為m，電荷量為q，可以判斷粒子帶________電，OA兩點間的距離為________

Answer 1

【答案】負

【解析】

帶電粒子在加速電場中電場力做功等于粒子動能的增加量，由動能定理 可以求得粒子進入磁場時的速度v；帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，在磁場中運動半個圓周后打在A點，根據左手定則判斷粒子的電性；洛倫茲力提供向心力；O、A兩點間的距離是圓的直徑．

帶電粒子在加速電場中加速，在磁場中向上偏轉，根據左手定則可知，粒子帶負電；由動能定理得：qU=mv2-0，
粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：qvB=m，解得：，
O、A兩點間的距離：x=2r=；