- 质谱仪和回旋加速器的工作原理
- 共26题
1
题型:简答题
|
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G、H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处
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O与H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
扫码查看完整答案与解析