题目内容
（10分）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:
(1)在时间t内到达照相底片P上的离子的数目为多少？
(2)单位时间内穿过入口S1处离子流的能量为多大？
(3)试求这种离子的质量m？.
【答案】
(1)n=It/q(2) UI (3)
=
【解析】
试题分析：(1)根据公式
可得：n=It/q
(2) 单位时间内穿过入口S1处离子流的能量为W=UIt= UI
(3)粒子在电压为U的电场中加速时，据动能定理得：qU=
①
粒子进入磁场后做圆周运动，据牛顿第二定律有：qvB=m·
②
解①②得=
考点：本题考查了带电粒子在电磁场中的运动
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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