
(22-23高二下·云南昆明·阶段练习)质谱仪是分析同位素的重要工具。如图是质谱仪的工作原理示意图,速度选择器内有相互正交的匀强磁场和匀强电场,其磁感应强度和电场强度分别为和
,平板
上有可让粒子通过的狭缝
和记录粒子位置的胶片
,平板
下方有磁感应强度为
的匀强磁场。今有质量为
、电荷量为
的正粒子从粒子源逸出(可认为初速度为0)后经加速电场加速后,恰好通过速度选择器,从
点进入平板
下方的匀强磁场,不计粒子的重力。求:
(1)能通过狭缝的粒子的速率;
(2)加速电场的电压;
(3)粒子打在胶片上的位置距离狭缝点的水平距离。
【答案】(1);(2)
;(3)
【知识点】基于速度选择器的质谱仪
【详解】(1)能通过狭缝的粒子,根据平衡条件有
能通过狭缝的粒子的速率为
(2)粒子经加速电场加速后,恰好通过速度选择器有
加速电场的电压为
(3)根据洛伦兹力提供向心力
粒子打在胶片上的位置距离狭缝点的水平距离
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