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甲图为质谱仪的原理图,带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后,从C点垂直于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的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片上的H点,测得G、H间的距离为d,粒子的重力忽略不计.

   (1)设粒子的电荷量为q,质量为m,试证明该粒子的比荷为:

(2)若偏转磁场的区域为圆形,且与MN相切于G点,如图乙所示,其它条件不变,要保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场后不能打到MN边界上(MN足够长),求磁场区域的半径应满足的条件.

(1)粒子经过电场加速,进入偏转磁场时速度为v

  ①

进入磁场后做圆周运动,轨道半径为r   ②

打到H点有   ③

由①②③得 

(2)要保证所有粒子都不能打到MN边界上,

粒子在磁场中运动偏转角小于等于90°,如图

所示,磁场区半径   

所以磁场区域半径满足

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:山东省枣庄市2009届高三第一学期期末检测物理试题 题型:038

甲图为质谱仪的原理图.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点垂直于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的匀强磁场,磁场的磁感应强度为ZTZZB.带电粒子经偏转磁场后,最终到达照片底片上的H点.测得G、H间的距离为d,粒子的重力可忽略不计.

(1)设粒子的电荷量为q,质量为m,试证明该粒子的比荷为:

(2)若偏转磁场的区域为圆形,且与MN相切于G点,如图乙所示,其它条件不变,要保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场后不能打到MN边界上(MN足够长),求磁场区域的半径应满足的条件.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(09年枣庄市期末)(9分)甲图为质谱仪的原理图。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点垂直于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的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B。带电粒子经偏转磁场后,最终到达照片底片上的H点。测得G、H间的距离为d,粒子的重力可忽略不计。

      (1)设粒子的电荷量为q,质量为m,试证明该粒子的比荷为:

(2)若偏转磁场的区域为圆形,且与MN相切于G点,如图以所示,其它条件不变,要保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场后不能打到MN边界上(MN足够长),求磁场区域的半径应满足的条件。

   

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科目:高中物理 来源:2012-2013学年福建省高三上学期期末考试理科综合物理试卷(解析版) 题型:计算题

(15分)甲图为质谱仪的原理图.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点垂直于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的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片上的H点.测得G、H间的距离为 d,粒子的重力忽略不计.

(1)设粒子的电荷量为q,质量为m,试证明该粒子的比荷为:

(2)若偏转磁场的区域为圆形,且与MN相切于G点,如图乙所示,其它条件不变。要保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场后不能打到MN边界上(MN足够长),求磁场区域的半径应满足的条件。

 

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科目:高中物理 来源:2009年广东省深圳中学高考物理模拟试卷(15)(解析版) 题型:解答题

甲图是质谱仪的工作原理示意图.设法使某有机化合物的气态分子导入图中的A容器,使它受到电子束轰击,失去一个电子成为正一价的离子.离子从狭缝S1以很小的速度进入电压为U的加速电场区(初速度不计),加速后再通过狭缝S2从小孔G垂直于MN射入偏转磁场,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的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B.离子经偏转磁场后,最终到达照相底片上的H点(图中未画出),测得G、H间的距离为d,粒子的重力可忽略不计,试求:

(1)该粒子的比荷(q/m)
(2)若偏转磁场为半径为的圆形区域,且与MN相切于G点,如图乙所示,其它条件不变.仍保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场,最终仍然到达照相底片上的H点,则磁感应强度的比值为多少?

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