問題詳情：
如圖爲質譜儀的原理示意圖，電荷量爲q、質量爲m的帶正電的粒子從靜止開始經過電勢差爲U的加速電場後進入粒子速度選擇器，選擇器中存在相互垂直的勻強電場和勻強磁場，勻強電場的場強爲E、方向水平向右．已知帶電粒子能夠沿直線穿過速度選擇器，從G點垂直MN進入偏轉磁場，該偏轉磁場是一個以直線MN爲邊界、方向垂直紙面向外的勻強磁場．帶電粒子經偏轉磁場後，最終到達照相底片的H點．可測量出G、H間的距離爲l．帶電粒子的重力可忽略不計．求
（1）粒子從加速電場*出時速度ν的大小．
（2）粒子速度選擇器中勻強磁場的磁感強度B1的大小和方向．
（3）偏轉磁場的磁感強度B2的大小．
【回答】
考點： 質譜儀和迴旋加速器的工作原理．
專題： 帶電粒子在磁場中的運動專題．
分析： （1）粒子在電場中運動只有電場力做功，根據動能定理可以求得粒子從加速電場*出時速度v的大小；
（2）帶電的粒子在速度選擇器中做勻速直線運動，說明粒子受力平衡，根據粒子的受力狀態可以求得速度選擇器中勻強磁場的磁感應強度B1的大小；
（3）粒子在磁場中做勻速圓周運動，根據粒子在磁場中運動的半徑公式可以求得偏轉磁場的磁感應強度B2的大小．
解答： 解：（1）粒子在電場中運動只有電場力做功，
根據動能定理可得，
qU=
mv2
可以求得粒子從加速電場*出時速度v的大小v爲，
v=
；
（2）粒子在速度選擇器中受力平衡，
所以qE=qvB1，
所以磁感應強度B1的大小爲
B1=
=E
，
根據左手定則可知，磁感強度B1的方向垂直紙面向外；
（3）粒子垂直進入磁場，做圓周運動，半徑的大小爲
L，
所以qvB2=m
即
L=
，
所以B2=
．
答：（1）粒子從加速電場*出時速度ν的大小
；
（2）粒子速度選擇器中勻強磁場的磁感強度B1的大小E
和方向向外．
（3）偏轉磁場的磁感強度B2的大小
．
點評： 粒子在速度選擇器中的運動可以分爲勻加速直線運動、勻速運動和勻速圓周運動，根據不同階段的運動的特點來分類解決．
知識點：安培力與洛倫茲力單元測試
題型：計算題
