高中物理速度选择器和回旋加速器技巧(很有用)及练习题含解析.pdfVIP

高中物理速度选择器和回旋加速器技巧 ( 很有用 ) 及练习题含解析 一、速度选择器和回旋加速器 1．如图所示，竖直挡板 MN 右侧空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直 向上，电场强度 E=100N/C，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度 B=0.2T，场中 A 点与挡板 的距离 L=0.5m 。某带电量 q =+2.0 ×10-6C 的粒子从 A 点以速度 v 垂直射向挡板，恰能做匀速 直线运动，打在挡板上的 P1 点；如果仅撤去电场，保持磁场不变，该粒子仍从 A 点以相同 速度垂直射向挡板，粒子的运动轨迹与挡板 MN 相切于 P2 点，不计粒子所受重力。求： (1)带电粒子的速度大小 v ； (2)带电粒子的质量 m 。 10 【答案】(1)v 500m/s；(2) m 4.0 10 kg 【解析】 【分析】 【详解】 (1)正粒子在正交的电场和磁场中做匀速直线运动，则向上的电场力和向下的洛伦兹力平 衡，有 qE = qvB 解得带电粒子的速度大小 E 100 v m/s 500m/s B 0.2 (2)仅撤去电场保持磁场不变，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，有 2 v qvB m R 而粒子偏转 90 °，由几何关系可知 R L 0.5m 联立可得带电粒子的质量 6 qBL 2 10 0.2 0.5 10 m kg 4.0 10 kg v 500 2．如图所示的装置，左半部为速度选择器，右半部为匀强的偏转磁场．一束同位素离子 （质量为 m ，电荷量为＋ q ）流从狭缝 S1 射入速度选择器，速度大小为 v0 的离子能够沿直 线通过速度选择器并从狭缝 S 2 射出，立即沿水平方向进入偏转磁场，最后打在照相底片 D 上的 A 点处．已知 A 点与狭缝 S 2 1 2 的水平间距为 3L ，照相底片 D 与狭缝 S 、S 的连线平 行且距离为 L，忽略重力的影响．则 1 E （ ）设速度选择器内部存在的匀强电场场强大小为 0 0 ，匀强磁场磁感应强度大小为 B ， 求 E 0 0 ∶B ； （2 ）求偏转磁场的磁感应强度