Question

质谱仪是一种能够把具有不同荷质比（带电粒子的电荷和质量之比）的带电粒子分离开来的仪器，它的工作原理如图所示。其中A部分为粒子速度选择器，C部分是偏转分离器。如果速度选择器的两极板间匀强电场的电场强度为E，匀强磁场的磁感强度为。偏转分离器区域匀强磁场的磁感强度为，某种带电粒子由O点沿直线穿过速度选择器区域后进入偏转分离器。求：

（1）粒子由孔进入偏转分离器时的速度为多大？

（2）粒子进入偏转分离器后在洛伦兹力作用下做圆周运动（如图示），在照相底片MN上的D点形成感光条纹，测得D点到点的距离为d，则该种带电粒子带何种电荷，该种带电粒子的荷质比为多大？

Answer

（1）；（2）正电荷， .

【解析】试题分析：（1）粒子做匀速直线运动，根据受力平衡求出速度；（2）在磁场中，洛伦兹力提供向心力，结合牛顿运动定律求出比荷．

（1）粒子在间做匀速直线运动，所以粒子受电场力和磁场力大小相等，方向相反即：

解得粒子进入偏转分离器时的速度为：

（2）由左手定则可知粒子带正电，粒子进入偏转分离器的磁场后做匀速圆周运动

洛伦兹力提供向心力，即：

解得：

将（1）中求出的v代入上式，并由题意得：d=2R

解得：