Question

【题目】质谱仪是一种精密仪器，是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。图中所示的质谱仪是由加速电场和偏转磁场组成。带电粒子从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为0，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上。不计粒子重力。

（1）若由容器A进入电场的是质量为m、电荷量为q的粒子，求：

a．粒子进入磁场时的速度大小v；

b．粒子在磁场中运动的轨道半径R。

（2）若由容器A进入电场的是互为同位素的两种原子核P1、P2，由底片上获知P1、P2在磁场中运动轨迹的直径之比是: 1。求P1、P2的质量之比m1 :m2。

Answer 1

【答案】（1）a．；b．；（2）。

【解析】

试题分析：（1）a．（5分）粒子在电场中加速根据动能定理

解得速度

b．（5分）粒子在磁场中做匀速圆周运动；

根据牛顿第二定律和洛仑力公式

解得半径

（2）（6分）由以上计算可知 有

代入已知条件得