質譜儀原理如圖所示,為粒子加速器,電壓為U1;為速度選擇器,磁場與電場正交,磁感應強度為B1,板間距離為;為偏...
問題詳情:
質譜儀原理如圖所示,為粒子加速器,電壓為U1;為速度選擇器,磁場與電場正交,磁感應強度為B1,板間距離為;為偏轉分離器,磁感應強度為B2.今有一質量為、電荷量為e的正電子(不計重力),經加速後,該粒子恰能通過速度選擇器,粒子進入分離器後做半徑為R的勻速圓周運動,求:
(1)粒子的速度為多少?
(2)速度選擇器的電壓U2為多少?
(3)粒子在B2磁場中做勻速圓周運動的半徑R為多大?
【回答】
解:根據動能定理可求出速度,根據電場力和洛倫茲力相等可得到U2,再根據電子在磁場中做勻速圓周運動的知識可求得半徑R。
(1)在中,正電子被加速電場U加速,由動能定理有
解得:.
(2)在中,正電子受到的電場力和洛倫茲力大小相等,即
解得:.
(3)在點,正電子受洛倫茲力作用而做圓周運動,回轉半徑:
.
知識點:質譜儀與迴旋加速器
題型:計算題
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