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题型:简答题
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简答题 · 12 分

图甲所示为质谱仪的原理示意图。质量为m的带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后,从G点沿纸面垂直于直线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、磁感应强度为B的匀强磁场,带电粒子经偏转磁场后,最终打在照相底片上的H点。测得GH间的距离为d,粒子的重力忽略不计。求:

25.若将偏转磁场改为半径、圆心在O

的圆形磁场,磁场方向垂直纸面向外,磁场边

界与直线MN相切于G点,如图乙所示,粒子

进入磁场的速度若不变,要使粒子仍能打到H

点,圆形区域内匀强磁场的磁感应强度B' 应为

多大?

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

设圆形磁场的圆心OH的连线与MN的夹角为θ,则,即    …………………………………………………………………………

设粒子在圆形磁场区域做圆周运动的半径为R’,由牛顿第二定律,得

  ………………………………………………………………………⑥

由几何关系,得 ………………………………………………………⑦

联立④⑤⑥⑦,得  …………………………………………………………

考查方向

本题考查带电粒子在磁场中的运动,质谱仪的工作原理;

解题思路

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;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粒子的电荷量;由几何关系确定出粒子在圆形磁场区域做圆周运动的半径为R’,由粒子在磁场中运动的半径公式可以求得粒子的磁感应强度B'

易错点

关键通过几何关系确定出半径数值,由半径公式求得粒子的电荷量及磁感应强度B'.

下一知识点 : 磁电式电表原理
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