Question

【题目】如图为质谱仪的原理示意图,电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场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MN进入偏转磁场,该偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场.带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片的H点.可测量出G、H间的距离为L.带电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）.粒子速度选择器中匀强磁场的磁感强度B1的大小和方向.

（3）.偏转磁场的磁感强度B2的大小.

Answer 1

【答案】（1） （2） （3）

【解析】试题分析：（1）粒子在电场中加速运动，根据动能定理有：

解得：

（2）粒子在速度选择器中做匀速直线运动，根据平衡条件有：qE=qvB1

故：

（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有：

，解得

根据题中几何关系可知，其轨道半径为：

联列解得：