Question

高二物理题，求详细答案

如图所示为质谱仪的原理图，A为粒子加速器，电压为U1；B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d，C为偏转分离器，磁感应强度为B2， 今有一质量为m，电量为q的正离子经加速后，恰好通过速度选择器，进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动，求：
（1）粒子的速度V
（2）速度选择器的电压U2
（3）粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R

Answer 1

解：
(1)粒子：加速电场中，由动能定理知
U1q=0.5mv^2
解得v=√(2U1q/m)
(2)粒子：在速度选择器中，电场力与洛伦兹力平衡，由平衡条件知
B1qv=Eq，E=U2/d
解得 U2=B1qdv=B1qd√(2U1q/m)
(3)粒子：在偏转分离器中，洛伦兹力充当向心力，由牛顿第二定律知
B2qv=mv^2/R
解得R=mv/B2q=[√(2U1m/q)]/B2

Answer 2

（1）加速器中从0加速
U1q=mv^2/2
（2）由于能通过速度选择器，所以洛伦兹力与电场力平衡
B1qv=U2q/d
(3)洛伦兹力提供向心力
B2qv=mv^2/R

Answer 3

高二物理题:详情见附件，希望生命的宽度老师来答。