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如图,一电荷量为q的粒子从容器A下方小孔S1飘入电势差为U的加速电场.然后让粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动,最后打到照相底片D上.试求:
(1)粒子进入磁场时的动能
(2)从谱线位置可知圆周运动的半径为r,算出粒子的质量m.
分析:(1)根据动能定理求出粒子进入磁场时的动能.
(2)根据洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律求出粒子的质量.
解答:解:(1)根据动能定理得,qU=
1
2
mv2

知EK=qU
故粒子进入磁场时的动能为qU.
(2)粒子进入磁场的速度v=
2qU
m

根据qvB=m
v2
r

解得r=
mv
qB
=
2mU
qB2

则m=
qB2r2
2U

故粒子的质量为
qB2r2
2U
点评:本题是动能定理和牛顿定律的综合题,解决本题的关键会灵活运用动能定律和牛顿定律.
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