（必做題）
質(zhì)譜儀的構(gòu)造原理如圖所示，離子源S產(chǎn)生質(zhì)量為m、帶電量為q的某種正離子，離子飄入電場時的速度很小，可以看作是靜止的，離子經(jīng)過電壓U加速后，經(jīng)過S1垂直于磁場方向進入磁感應強度為B的勻強磁場，沿著半圓周運動而到達記錄它的照相底片P上．則
（1）離子進入磁場時的速率v=
2qU
m
2qU
m
；
（2）離子在磁場中運動的軌道半徑r=
1
B
2mU
q
1
B
2mU
q
．
分析：（1）離子在加速電場中運動時，電場力做正功qU，根據(jù)動能定理求出速度v．
（2）離子進入磁場后做勻速圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律，結(jié)合洛倫茲力提供向心力，即可求解．
解答：解：（1）離子經(jīng)S1、S2間電壓為U的電場加速，根據(jù)動能定理
         qU=
1
2
mv2  
得v=
2qU
m
 ①
    （2）設(shè)離子進入磁場后做勻速圓周運動速率為v，半徑為r．
        由洛倫茲力提供向心力得，qvB=
mv2
r
 ②
        解得：r=
1
B
2mU
q
．

故答案為：v=
2qU
m
，r=
1
B
2mU
q
．
點評：質(zhì)譜儀是電場和磁場知識在科技中的應用．利用質(zhì)譜儀可以測定帶電粒子的質(zhì)量、比荷、分析同位素．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)質(zhì)譜儀的構(gòu)造如圖所示，離子從離子源出來經(jīng)過板間電壓為U的加速電場后進人磁感應強度為B的勻強磁場中，沿著半圓周運動而達到記錄它的照相底片上，測得圖中PQ的距離為L，則該粒子 的荷質(zhì)比q/m為多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示為一質(zhì)譜儀的構(gòu)造原理示意圖，整個裝置處于真空環(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．離子經(jīng)S1、S2間電壓為U的電場加速后，從狹縫S3進入磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面向外的勻強磁場中，沿著半圓運動到照相底片上的P點處，測得P到S3的距離為x．求：
（1）離子經(jīng)電壓為U的電場加速后的動能；
（2）離子在磁場中運動時的動量大�。�
（3）離子的質(zhì)量．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示為一質(zhì)譜儀的構(gòu)造原理示意圖，整個裝置處于真空環(huán)境中，離子源N可釋放出質(zhì)量均為m、電荷量均為q（q＞0）的離子．離子的初速度很小，可忽略不計．離子經(jīng)S1、S2間電壓為U的電場加速后，從狹縫S3進入磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面向外的勻強磁場中，沿著半圓運動到照相底片上的P點處，測得P到S3的距離為x．求：
（1）離子經(jīng)電壓為U的電場加速后的速度v；
（2）離子的荷質(zhì)比 （q/m）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：浙江省高二上學期期末考試物理卷 題型：計算題

如圖所示為一質(zhì)譜儀的構(gòu)造原理示意圖,整個裝置處于真空環(huán)境中,離子源N可釋放出質(zhì)量均為m、電荷量均為q(q>0)的離子.離子的初速度很小,可忽略不計.離子經(jīng)S1、S2間電壓為U的電場加速后,從狹縫S3進入磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面向外的勻強磁場中,沿著半圓運動到照相底片上的P點處,測得P到S3的距離為x.求:

(1)離子經(jīng)電壓為U的電場加速后的速度v;

(2)離子的比荷(q/m)

 

查看答案和解析>>

同步練習冊答案