题目内容
【题目】如图所示为一质谱仪的构造原理示意图，整个装置处于真空环境中，离子源
可释放出质量相等、电荷量均为
的离子．离子的初速度很小，可忽略不计．离子经
、
间电压为
的电场加速后，从狭缝
进入磁感应强度大小为
、方向垂直于纸面向外的匀强磁场中，沿着半圆运动到照相底片上的
点处，测得
到
的距离为
．求：
（
）离子经电压为
的电场加速后的动能；
（
）离子在磁场中运动时的动量大小；
（
）离子的质量．
【答案】（
）
；（
）
；（
）
．
【解析】（
）设离子经
、
间电压为
的电场加速后动能为
，根据动能定理： 
．
（
）设离子进入磁场后做匀速圆周运动速率为
，半径为
，离子质量为
，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有： 
… ①
又因： 
… ②
由①②两式计算得出离子在磁场中运动时的动量大小： 
．
（
）对于离子经电压
加速过程，根据动能定理： 
… ③
联立①②③计算得出： 
．
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