如图所示装置可用来分析气体原子的组成.首先使待研究气体进入电离室A,在此气体被电离成等离子体(待研
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带电粒子电场中做加速运动,动能的增加量等于电场力对粒子做的功: eU= 1 2 m v 2 进入磁场后,洛仑兹力提供向心力: qvB= m v 2 r ,得: r= mv qB ①联立以上3个公式,整理得: m= e B 2 2U ? r 2 ②(1)打在P点的粒子向右偏转,根据左手定则可以判定出,粒子带负电荷;同时还可以知道,粒子运动的轨迹是个半圆,所以:2r 1 =d 1 将上式带入②,得到: m 1 = e B 2 2U ? r 21 = e B 2 d 21 8U (2)设打在Q点的粒子的半径是r 2 ,则根据几何关系得: ( r 2 - d 2 ) 2 + d 22 = r 22 ,带入数据,求得:r 2 =73.5cm所以: m 1 m2 = r 21 r 22 = 1 73. 5 2 =1.9×1 0 -4 (3)要使带电粒子能打在P点左侧的位置,可以才用的方法就是减小粒子的运动半径.根据①可知,减小半径的方法有两种:一是增大磁场的强度,一是减小粒子进入磁场时的速度,即减小加速电场的电压U.答:(1)在P点的带电粒子的带负电,该带电粒子质量的表达式 m 1 = e B 2 d 21 8U ;(2)打在Q点的带电粒子的质量和打在P点的带电粒子的质量之比1.9×10 -4 ;(3)增大磁场的强度或者减小加速电场的电压U可使带电粒子能打在P点左侧的位置.