如图所示为质谱仪的原理图,A为粒子加速器,电压为U1;B为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B1,板间距离为d;C为偏转分离器,磁感应强度为B2.今有一质

如图所示为质谱仪的原理图,A为粒子加速器,电压为U1;B为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B1,板间距离为d;C为偏转分离器,磁感应强度为B2.今有一质

题型:不详难度:来源:
如图所示为质谱仪的原理图,A为粒子加速器,电压为U1;B为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B1,板间距离为d;C为偏转分离器,磁感应强度为B2.今有一质量为m、电量为q的正离子经加速后,恰好通过速度选择器,进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动,求:
(1)粒子的速度v
(2)速度选择器的电压U2
(3)粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R.魔方格
答案
(1)粒子经加速电场U1加速,获得速度V,由动能定理得:
qU1=
1
2
mv2   解得v=


2qU1
m

故粒子的速度为


2qU1
m

(2)在速度选择器中作匀速直线运动,电场力与洛仑兹力平衡得
Eq=qvB1
U2
d
q=qvB1

U2=B1dv=B1d


2qU1
m

故速度选择器的电压U2为B1d


2qU1
m

(3)在B2中作圆周运动,洛仑兹力提供向心力,有qvB2=m
v2
R

R=
mv
qB2
=
m
qB2


2qU1
m
=
1
B2


2mU1
q

故粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R为
1
B2


2mU1
q
举一反三
回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的仪器,其核心部分是两个D形金属扁盒,两盒分别和一高频交流电源两极相接,以便在盒间的窄缝中形成匀强电场,使粒子每次穿过狭缝都得到加速,两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面,离子源置于盒的圆心附近,若离子源射出的粒子电荷量为q,质量为m,粒子最大回旋半径为Rmax,其运动轨迹如图所示,问:
(1)盒内有无电场?
(2)粒子在盒内做何种运动?
(3)粒子离开加速器时速度为多大,最大动能为多少?魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
带电粒子垂直匀强磁场方向运动时,会受到洛伦兹力的作用.下列表述正确的是(  )
题型:不详难度:| 查看答案
A.洛伦兹力对带电粒子做功
B.洛伦兹力不改变带电粒子的动能
C.洛伦兹力的大小与速度无关
D.洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向
回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,如图所示.两D形盒间的窄缝中存在匀强电场,两D形盒内存在匀强磁场,粒子在加速器内不断被加速直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出.如果用同一加速器分别加速质子(电量为q,质量为m)和α粒子(电量为2q,质量为4m),比较它们在磁场中做圆周运动的周期和获得的最大动能,有(   )
题型:不详难度:| 查看答案
A.质子做圆周运动周期较大,质子获得最大动能也较大
B.α粒子做圆周运动周期较大,α粒子获得最大动能较大
C.质子做圆周运动周期较小,质子获得最大动能也较小
D.α粒子做圆周运动周期较大,两粒子获得最大动能相等
1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示.这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成,其间留有空隙,下列说法正确的是(  )
题型:不详难度:| 查看答案
A.离子由加速器的中心附近进入加速器
B.离子由加速器的边缘进入加速器
C.离子从磁场中获得能量
D.离子从电场中获得能量
回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的匀强电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中,如图所示,设匀强磁场的磁感应强度为B,D形金属盒的半径为R,狭缝间的距离为d.匀强电场间的加速电压为U,要增大带电粒子(电荷电为q、质量为m,不计重力)射出时的动能,则下列方法中正确的是(  )
题型:江苏模拟难度:| 查看答案
最新试题
热门考点

超级试练试题库

© 2017-2019 超级试练试题库,All Rights Reserved.

A.增大匀强电场间的加速电压
B.减小狭缝间的距离
C.增大磁场的磁感应强度
D.减小D形金属盒的半径