如圖所示為一質(zhì)譜儀的示意圖，由加速電場(chǎng)、靜電分析器和磁分析器組成．若靜電分析器的通道的半徑為R，均勻輻向分布，離子運(yùn)動(dòng)軌道處電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．試計(jì)算：

(1)為使電荷量為q、質(zhì)量為m的離子從靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿圖示的虛線通過(guò)靜電分析器，加速電場(chǎng)的電壓U為多大？

(2)離子由O點(diǎn)進(jìn)入磁分析器后，最終打在乳膠片上的位置A，距入射點(diǎn)O多遠(yuǎn)？

(3)若有一群帶電粒子，從靜止起經(jīng)加速電場(chǎng)加速，又經(jīng)過(guò)靜電分析器和磁分析器后落點(diǎn)在同一點(diǎn)A，問(wèn)該群帶電粒子有什么共性？

答案：見(jiàn)詳解
解析：

(1)離子在加速電場(chǎng)中加速時(shí)，有：

qU＝mv02　�、�

在靜電分析器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，離子所受的電場(chǎng)力提供向心力，

即　　qE＝　　②

聯(lián)立①②兩式可得

U＝．

(2)離子進(jìn)入磁場(chǎng)中在磁分析器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力

qv0B＝m　�、�

r＝＝　�、�

則　　sOA＝2r＝　　⑤

(3)由⑤式的關(guān)系可知，若一群帶電粒子從靜止開(kāi)始加速，又經(jīng)靜電分析器和磁分析器后落在同一點(diǎn)A，即SOA相同．則有：＝．只要該群帶電粒子的比荷相同即可．


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示為一質(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(chǎng)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(chǎng)中，沿著半圓運(yùn)動(dòng)到照相底片上的P點(diǎn)處，測(cè)得P到S3的距離為x．求：
（1）離子經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后的動(dòng)能；
（2）離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)量大��；
（3）離子的質(zhì)量．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示為一質(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(jì)．離子經(jīng)S1、S2間電壓為U的電場(chǎng)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(chǎng)中，沿著半圓運(yùn)動(dòng)到照相底片上的P點(diǎn)處，測(cè)得P到S3的距離為x．求：
（1）離子經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后的速度v；
（2）離子的荷質(zhì)比 （q/m）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示為一質(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(jì).離子經(jīng)S1、S2間電壓為U的電場(chǎng)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(chǎng)中,沿著半圓運(yùn)動(dòng)到照相底片上的P點(diǎn)處,測(cè)得P到S3的距離為x.求:

(1)離子經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后的速度v;

(2)離子的比荷(q/m)

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2011-2012學(xué)年廣西省高二3月月考物理卷（解析版） 題型：計(jì)算題

如圖所示為一質(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(jì).離子經(jīng)S1、S2間電壓為U的電場(chǎng)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(chǎng)中,沿著半圓運(yùn)動(dòng)到照相底片上的P點(diǎn)處,測(cè)得P到S3的距離為x.求:

(1)離子經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后的速度v;

(2)離子的比荷(q/m)

 

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科目：高中物理 來(lái)源：浙江省高二上學(xué)期期末考試物理卷 題型：計(jì)算題

如圖所示為一質(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(jì).離子經(jīng)S1、S2間電壓為U的電場(chǎng)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(chǎng)中,沿著半圓運(yùn)動(dòng)到照相底片上的P點(diǎn)處,測(cè)得P到S3的距離為x.求:

(1)離子經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后的速度v;

(2)離子的比荷(q/m)

 

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