综合(1)(2)问可得:∶=1∶4.
[答案] (1) (2)1∶4
[题组巩固]
1.(2016·全国卷Ⅰ)现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子,其示意图如图所示,其中加速电压恒定.质子在入口处从静止开始被加速电场加速,经匀强磁场偏转后从出口离开磁场.若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速,为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场,需将磁感应强度增加到原来的12倍.此离子和质子的质量比约为( )
A.11 B.12 C.121 D.144
解析:D [由qU=mv2得带电粒子进入磁场的速度为v= ,结合带电粒子在磁场中运动的轨迹半径R=,综合得到R= ,由题意可知,该离子与质子在磁场中具有相同的轨道半径和电荷量,故=144,故选D.]
2.(2016·江苏卷)回旋加速器的工作原理如图甲所示,置于真空中的D形金属盒半径为R,两盒间狭缝的间距为d,磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,被加速粒子的质量为m,电荷量为+q,加在狭缝间的交变电压如图乙所示,电压值的大小为U0.周期T=.一束该种粒子在t=0~ 时间内从A处均匀地飘入狭缝,其初速度视为零.现考虑粒子在狭缝中的运动时间,假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动,不考虑粒子间的相互作用.求:
(1)出射粒子的动能Em.
(2)粒子从飘入狭缝至动能达到Em所需的总时间t0.