精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
如图为质谱仪的原理图.电荷量为q、质量为m的带正电粒子从静止开始经过电压为U的加速电场加速后,进入粒子速度选择器,选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强电场的场强为E,方向水平向右.已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器,从G点垂直于MN进入偏转磁场.该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场.带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片上的H点.测得G、H间的距离为L,粒子的重力可忽略不计.求:
(1)粒子从加速电场射出时速度v的大小;
(2)速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小;
(3)偏转磁场的磁感应强度B2的大小.

【答案】分析:(1)粒子在电场中运动只有电场力做功,根据动能定理可以求得粒子从加速电场射出时速度v的大小;
(2)带电的粒子在速度选择器中做匀速直线运动,说明粒子受力平衡,根据粒子的受力状态可以求得速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小;
(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据粒子在磁场中运动的半径公式可以求得偏转磁场的磁感应强度B2的大小.
解答:解:(1)粒子在电场中运动只有电场力做功,
根据动能定理可得,
qU=mv2
可以求得粒子从加速电场射出时速度v的大小v为,
v=
(2)粒子在速度选择器中受力平衡,
所以qE=qvB1
所以磁感应强度B1的大小为
B1==E
(3)粒子垂直进入磁场,做圆周运动,半径的大小为L,
所以qvB2=m
L=
所以
点评:粒子在速度选择器中的运动可以分为匀加速直线运动、匀速运动和匀速圆周运动,根据不同阶段的运动的特点来分类解决.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图为质谱仪的原理图.电荷量为q、质量为m的带正电粒子从静止开始经过电压为U的加速电场加速后,进入粒子速度选择器,选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强电场的场强为E,方向水平向右.已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器,从G点垂直于MN进入偏转磁场.该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场.带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片上的H点.测得G、H间的距离为L,粒子的重力可忽略不计.求:
(1)粒子从加速电场射出时速度v的大小;
(2)速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小;
(3)偏转磁场的磁感应强度B2的大小.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图为质谱仪的原理图.电荷量为q、质量为m的带正电粒子从静止开始经过电压为U的加速电场加速后,进入粒子速度选择器,选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强电场的场强为E,方向水平向右.已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器,从G点垂直于MN进入偏转磁场.该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场.带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片上的H点.测得G、H间的距离为L,粒子的重力可忽略不计.求:
(1)粒子从加速电场射出时速度v的大小;
(2)速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小;
(3)偏转磁场的磁感应强度B2的大小.
精英家教网

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:2012-2013学年福建省三明九中高二(上)第二次月考物理试卷(解析版) 题型:解答题

如图为质谱仪的原理图.电荷量为q、质量为m的带正电粒子从静止开始经过电压为U的加速电场加速后,进入粒子速度选择器,选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强电场的场强为E,方向水平向右.已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器,从G点垂直于MN进入偏转磁场.该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场.带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片上的H点.测得G、H间的距离为L,粒子的重力可忽略不计.求:
(1)粒子从加速电场射出时速度v的大小;
(2)速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小;
(3)偏转磁场的磁感应强度B2的大小.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:2010-2011学年高二(上)期末物理模拟试卷(1)(解析版) 题型:解答题

如图为质谱仪的原理图.电荷量为q、质量为m的带正电粒子从静止开始经过电压为U的加速电场加速后,进入粒子速度选择器,选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强电场的场强为E,方向水平向右.已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器,从G点垂直于MN进入偏转磁场.该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场.带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片上的H点.测得G、H间的距离为L,粒子的重力可忽略不计.求:
(1)粒子从加速电场射出时速度v的大小;
(2)速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小;
(3)偏转磁场的磁感应强度B2的大小.

查看答案和解析>>

同步练习册答案