如圖13所示為一質(zhì)譜儀的構(gòu)造原理示意圖，整個(gè)裝置處于真空環(huán)境中，離子源N可釋放出質(zhì)量相等、電荷量均為q（q＞0）的離子。離子的初速度很小，可忽略不計(jì)。離子經(jīng)S1、S2間電壓為U的電場加速后，從狹縫S3進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場中，沿著半圓運(yùn)動(dòng)到照相底片上的P點(diǎn)處，測得P到S3的距離為x。求：        

（1）離子經(jīng)電壓為U的電場加速后的動(dòng)能；

（2）離子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)量大��；

（3）離子的質(zhì)量。[來源:Zxxk.Com]

（1）qU（2）xBq（3）


解析:

（1）設(shè)離子經(jīng)S1、S2間電壓為U的電場加速后動(dòng)能為Ek，

根據(jù)動(dòng)能定理    Ek=qU………………………………………………………4分

（2）設(shè)離子進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)速率為v，半徑為R，離子質(zhì)量為m。

洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律       ①………………3分

又因   R=x ②………………………………………………………………3分

由①②兩式解得離子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)量大小  p=mv=xBq………………2分

（3）對于離子經(jīng)電壓U加速過程，根據(jù)動(dòng)能定理  ③………………2分

聯(lián)立①②③，解得……………………………………………………4分

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖6-3-13所示為質(zhì)譜儀的原理圖，A為粒子加速器，電壓為U1；B為速度選擇器，磁場與電場正交，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，板間距離為d；C為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2.今有一質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子經(jīng)加速后，恰好通過速度選擇器，進(jìn)入分離器后做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求：

圖6-3-13

(1)粒子的速度v；

(2)速度選擇器的電壓U2；

(3)粒子在B2磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R.

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科目：高中物理 來源： 題型：

 質(zhì)譜儀是用來測定帶電粒子質(zhì)量的一種裝置，如圖13所示，電容器兩極板相距為d，兩板間電壓為U，極板間勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，方向垂直紙面向外，一束電量相同、質(zhì)量不同的帶正電的粒子沿電容器的中線平行于極板射入電容器，沿直線穿過電容器后進(jìn)入另一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場中， 磁場方向垂直紙面向外．結(jié)果分別打在感光片上的a、b兩點(diǎn)，設(shè)a、b兩點(diǎn)之間距離為△x，粒子所帶電荷量為q，且不計(jì)重力，求：

（1）粒子進(jìn)入磁場B2時(shí)的速度v；

（2）打在a、b兩點(diǎn)的粒子的質(zhì)量之差△m。

 

 

 

 

 

 

 

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科目：高中物理 來源：四川省成都七中09-10學(xué)年高二下學(xué)期期中考試 題型：計(jì)算題

 質(zhì)譜儀是用來測定帶電粒子質(zhì)量的一種裝置，如圖13所示，電容器兩極板相距為d，兩板間電壓為U，極板間勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，方向垂直紙面向外，一束電量相同、質(zhì)量不同的帶正電的粒子沿電容器的中線平行于極板射入電容器，沿直線穿過電容器后進(jìn)入另一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場中， 磁場方向垂直紙面向外．結(jié)果分別打在感光片上的a、b兩點(diǎn)，設(shè)a、b兩點(diǎn)之間距離為△x，粒子所帶電荷量為q，且不計(jì)重力，求：

（1）粒子進(jìn)入磁場B2時(shí)的速度v；

（2）打在a、b兩點(diǎn)的粒子的質(zhì)量之差△m。

 

 

 

 

 

 

 

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