Question

一種稱為“質量分析器”的裝置如圖所示。A表示發射帶電粒子的離子源，發射的粒子在加速管B中加速，獲得一定速率后于C處進入圓形細彎管（四分之一圓�。�，在磁場力作用下發生偏轉，然后進入漂移管道D。若粒子質量不同、或電量不同、或速率不同，在一定磁場中的偏轉程度也不同。如果偏轉管道中心軸線的半徑一定，磁場的磁感應強度一定，粒子的電荷和速率一定，則只有一定質量的粒子能自漂移管道D中引出。已知帶有正電荷q=1.6×10^-19的磷離子質量為m=51.1×10^-27kg，初速率可認為是零，經加速管B加速后速率為v=7.9×10⁵m/s。求（都保留一位有效數字）：

⑴加速管B兩端的加速電壓應為多大？

⑵若圓形彎管中心軸線的半徑R=0.28m，為了使磷離子自漂移管道引出，則圖中虛線所圍正方形區域內應加磁感應強度為多大的勻強磁場？

Answer 1

⑴解：對帶電粒子在加速過程中應用動能定理：

…………………………⑴

解得：V……………………⑵

⑵對磷離子做勻速圓周運動應用牛頓定律：

      …………………ks5u………⑶

解得：…………ks5u………⑷

評分標準：⑴ ⑶每式5分，（3）式2 分⑷式1分