题目内容

(8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产生的各种不同正离子束(速度可看作为零),经加速电场(加速电场极板间的距离为d、电势差为U)加速,然后垂直进入磁感应强度为B的有界匀强磁场中做匀速圆周运动,最后到达记录它的照相底片P上.设离子在P上的位置与入口处S1之间的距离为x。

(1)求该离子的荷质比

(2)若离子源产生的是带电量为q、质量为m1和m2的同位素离子(m1>m2),它们分别到达照相底片上的P1、P2位置(图中末画出),求P1、P2间的距离x。

 

(1) (2)

【解析】

试题分析:(1)离子在电场中加速,由动能定理得

离子在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得:

①②式可得:

(2)由①②式可得粒子m1在磁场中的运动半径是r1,则:

对离子m2,同理得

照相底片上P1、P2间的距离

考点:带电子粒子在匀强磁场中的运动。

 

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