题目内容
如图所示,初速度为零、所带电荷量为q的离子经过电压为U的电场加速后进入磁感应强度为B的匀强磁场中,沿半圆周运动而达到记录它的照相底片P上,测得它在P上的位置到入口处的距离为d,求该离子的质量.
【答案】
【解析】(1)离子经电压为U的电场加速,根据动能定理可得,离子进入磁场后做匀速圆周运动速率为v,半径为R.则
由洛伦兹力提供向心力得, 联立三式可得
思路分析:(1)离子在加速电场中运动时,电场力做正功qU,根据动能定理求出速度v.(2)粒子进入磁场后做匀速圆周运动,P到S3的距离为d等于轨迹的直径2R,则,根据牛顿第二定律求出质量.
试题点评:质谱仪是电场和磁场知识在科技中的应用.利用质谱仪可以测定带电粒子的质量、比荷、分析同位素.
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