题目内容
质谱仪是一种分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示。离子源S产生质量为m、电荷量为q的钾离子，离子出来时速度很小，可视为零。离子经过电势差为U的电场加速后，沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，经半圆周到达照相底片上的P点。
(1)求粒子进入磁场时的速度
；
(2)求P点到入口S1的距离x；
(3)在实验过程中由于仪器不完善，加速电压在平均值U附近变化
U，求需要以多大相对精确度
U/U维持加速电压值，才能使钾39、钾41的同位素束在照相底片上不发生覆盖。
【答案】
（1）
? （2） 
??????? （3）
【解析】
试题分析：（1）电场加速：
?? 解得速度：
（2）磁场偏转：
??? 轨道半径
距离x
（3）设钾39、钾41的质量分别为m1、m2，根据（2）问轨道半径
得
钾39在磁场中的最大半径
钾41在磁场中的最小半径
由题意知：
即? 
=
考点：本题考查质谱仪、带电粒子在磁场中的运动
练习册系列答案
相关题目
质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具．它的构造原理如图所示，离子源S产生电荷量为q的某种正离子，离子产生时的速度很小，可以看作是静止的，离子经过电压U加速后形成离子流，然后垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，沿着半圆周运动而到达记录它的照相底片P上．实验测得，它在P上的位置到入口处S1的距离为a，离子流的电流为I．请回答下列问题：
（2010?黑龙江模拟）（按题目要求作答，写出必要的文字说明、方程和式重要演算步骤，只写出最后答案不得分）质谱仪是一种十分精密的仪器，是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．其基本结构如图所示，MIV是磁场边界．质量为m电荷量为q的带电粒子，经电势差为U的电场加速后，从0点垂直MN边界进人磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，速度方向与磁场方向垂直．最后打在MN边界上的P点．设带电粒子进入电场时的初速度为零且所受重力不计．
