(2009?濱州模擬)下圖是質(zhì)譜儀工作原理的示意圖.帶電粒子a、b經(jīng)電壓U加速(在A點(diǎn)初速度為零)后,進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),最后分別打在感光板S上的x1、x2處.圖中半圓形的虛線分別表示帶電粒子a、b所通過(guò)的路徑,則( 。
分析:帶電粒子先在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng),再進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),軌跡為半圓,本題動(dòng)能定理和牛頓第二定律求解.
解答:解:設(shè)粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后的速度大小為v,磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,電荷量和質(zhì)量分別為q、m,打在感光板上的距離為S.
    根據(jù)動(dòng)能定理,得
      qU=
1
2
mv2,v=
2qU
m

    由qvB=m
v2
r
,r=
mv
qB
=
1
B
2mU
q

   則S=2r=
2
B
2mU
q

    得到
q
m
=
8U
BS2

由圖,Sa<Sb,U、B相同,則
qa
ma
qb
mb

故選D
點(diǎn)評(píng):本題屬于帶電粒子在組合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,電場(chǎng)中往往用動(dòng)能求速度,磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)處理的基本方法是畫(huà)軌跡.
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求:(1)木塊相對(duì)小車(chē)靜止時(shí)小車(chē)的速度;
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