Question

【题目】质谱仪是分离同位素的重要仪器，其原理如图所示，带等量异种电荷的两平行金属板P1，P2之间的电压为U，一个带负电的粒子（不计重力）从P1板中由静止释放，之后从O点进入另一磁感应强度为B的匀强磁场中，在洛仑磁力的作用下，粒子做匀速圆周运动，经过半个圆周后打在挡板MN上的A点。已知粒子的质量为m，电荷量为q，可以判断粒子带________电，OA两点间的距离为________

Answer 1

【答案】负

【解析】

带电粒子在加速电场中电场力做功等于粒子动能的增加量，由动能定理 可以求得粒子进入磁场时的速度v；带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，在磁场中运动半个圆周后打在A点，根据左手定则判断粒子的电性；洛伦兹力提供向心力；O、A两点间的距离是圆的直径．

带电粒子在加速电场中加速，在磁场中向上偏转，根据左手定则可知，粒子带负电；由动能定理得：qU=mv2-0，
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m，解得：，
O、A两点间的距离：x=2r=；