如圖所示為質譜儀的原理圖,A為粒子加速器,電壓為U1;B為速度選擇器,磁場與電場正交,磁感應強度為B1,板間距...

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問題詳情:

如圖所示為質譜儀的原理圖,A為粒子加速器,電壓為U1;B為速度選擇器,磁場與電場正交,磁感應強度為B1,板間距離為d;C為偏轉分離器,磁感應強度為B2.今有一質量為m、電量為q的正離子經加速後,恰好通過速度選擇器,進入分離器後做半徑為R的勻速圓周運動,求:

(1)粒子的速度v;

(2)速度選擇器的電壓U2;

(3)粒子在B2磁場中做勻速圓周運動的半徑R。

如圖所示為質譜儀的原理圖,A為粒子加速器,電壓為U1;B為速度選擇器,磁場與電場正交,磁感應強度為B1,板間距...

【回答】

(1)如圖所示為質譜儀的原理圖,A為粒子加速器,電壓為U1;B為速度選擇器,磁場與電場正交,磁感應強度為B1,板間距... 第2張;(2)如圖所示為質譜儀的原理圖,A為粒子加速器,電壓為U1;B為速度選擇器,磁場與電場正交,磁感應強度為B1,板間距... 第3張;(3)如圖所示為質譜儀的原理圖,A為粒子加速器,電壓為U1;B為速度選擇器,磁場與電場正交,磁感應強度為B1,板間距... 第4張

【詳解】

(1)粒子經加速電場加速,獲得速度v,由動能定理得

如圖所示為質譜儀的原理圖,A為粒子加速器,電壓為U1;B為速度選擇器,磁場與電場正交,磁感應強度為B1,板間距... 第5張

解之可得

如圖所示為質譜儀的原理圖,A為粒子加速器,電壓為U1;B為速度選擇器,磁場與電場正交,磁感應強度為B1,板間距... 第6張

(2)在速度選擇器中做勻速直線運動,由電場力與洛倫茲力平衡得

如圖所示為質譜儀的原理圖,A為粒子加速器,電壓為U1;B為速度選擇器,磁場與電場正交,磁感應強度為B1,板間距... 第7張

如圖所示為質譜儀的原理圖,A為粒子加速器,電壓為U1;B為速度選擇器,磁場與電場正交,磁感應強度為B1,板間距... 第8張

如圖所示為質譜儀的原理圖,A為粒子加速器,電壓為U1;B為速度選擇器,磁場與電場正交,磁感應強度為B1,板間距... 第9張

(3)在如圖所示為質譜儀的原理圖,A為粒子加速器,電壓為U1;B為速度選擇器,磁場與電場正交,磁感應強度為B1,板間距... 第10張中做圓周運動,洛倫茲力提供向心力有

如圖所示為質譜儀的原理圖,A為粒子加速器,電壓為U1;B為速度選擇器,磁場與電場正交,磁感應強度為B1,板間距... 第11張

解之可得

如圖所示為質譜儀的原理圖,A為粒子加速器,電壓為U1;B為速度選擇器,磁場與電場正交,磁感應強度為B1,板間距... 第12張

知識點:質譜儀與迴旋加速器

題型:解答題

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