Question

【題目】質譜儀是一種能夠把具有不同荷質比（帶電粒子的電荷和質量之比）的帶電粒子分離開來的儀器，它的工作原理如圖所示。其中A部分為粒子速度選擇器，C部分是偏轉分離器。如果速度選擇器的兩極板間勻強電場的電場強度為E，勻強磁場的磁感強度為。偏轉分離器區域勻強磁場的磁感強度為，某種帶電粒子由O點沿直線穿過速度選擇器區域后進入偏轉分離器。求：

（1）粒子由孔進入偏轉分離器時的速度為多大？

（2）粒子進入偏轉分離器后在洛倫茲力作用下做圓周運動（如圖示），在照相底片MN上的D點形成感光條紋，測得D點到點的距離為d，則該種帶電粒子帶何種電荷，該種帶電粒子的荷質比為多大？

Answer 1

【答案】（1）；（2）正電荷， .

【解析】試題分析：（1）粒子做勻速直線運動，根據受力平衡求出速度；（2）在磁場中，洛倫茲力提供向心力，結合牛頓運動定律求出比荷．

（1）粒子在間做勻速直線運動，所以粒子受電場力和磁場力大小相等，方向相反即：

解得粒子進入偏轉分離器時的速度為：

（2）由左手定則可知粒子帶正電，粒子進入偏轉分離器的磁場后做勻速圓周運動

洛倫茲力提供向心力，即：

解得：

將（1）中求出的v代入上式，并由題意得：d=2R

解得：