(2010•黑龙江模拟)质谱仪是一种十分精密的仪器,是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具.其基本结构如图所示,MI

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  • 解题思路:根据带电粒子在电场中受力运动的方向可以判定电荷的电性;电场力做功等于带电粒子增加的动能,根据动能定理求出粒子的速度;粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力由牛顿第二定律求出粒子运动的半径,然后d=2r.

    (1)带电粒子在电场中受力运动的方向是从正极向负极,可以判定电荷该粒子带正电;

    (2)粒子在电场中被加速.由动能定理得:

    qU=

    1

    2mv2

    解得:v=

    2qU

    m

    (3)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力由牛顿第二定律可得:qvB=

    mv2

    r

    所以:r=

    mv

    qB

    解得:d=2r=

    2mv

    qB=

    2

    B

    2mU

    q

    答:(1)粒子带正电;

    (2)粒子进入磁场时的速率v=

    2qU

    m.

    (3)OP间的距离d=

    2

    B

    2mU

    q.

    点评:

    本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力.

    考点点评: 质谱仪的原理是先让带电粒子在电场中加速,然后进入匀强磁场,在磁场中做匀速圆周运动,两个公式是基本固定的公式,所以题目相对难度不大.

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