题目内容
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可以发出各种不同的正离子束，离子从S出来时速度很小，可以看作是静止的，离子经过加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场（图中线框所示），并沿着半圆周运动而到达照像底片上的P点，测得P点到入口处S的距离为x?（ ）分析：根据动能定理求出粒子进入磁场的速度，根据牛顿第二定律求出轨道半径，从而得知x与什么因素有关．
解答：解：A、离子在电场加速过程，根据动能定理得，qU=
mv2，得v=
．
在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有 qvB=m
得，r=
=
．则x=2r=
．
若离子束不是同位素，q不相同，x越大对应的离子质量不一定越大．故A错误．
B、由上式知，若离子束是同位素，则x越大，而离子质量一定越大．故B错误．
C、D由上式知，只要x相同，对应的离子的比荷
一定相等．故C错误，D正确．
故选D．
| 1 |
| 2 |
|
在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有 qvB=m
| v2 |
| r |
| mv |
| qB |
| 1 |
| B |
|
| 2 |
| B |
|
若离子束不是同位素，q不相同，x越大对应的离子质量不一定越大．故A错误．
B、由上式知，若离子束是同位素，则x越大，而离子质量一定越大．故B错误．
C、D由上式知，只要x相同，对应的离子的比荷
| q |
| m |
故选D．
点评：解决本题的关键利用动能定理和牛顿第二定律求出P到S1的距离，从而得出x与电荷的比荷有关．
练习册系列答案
相关题目
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（电量为q，速度可看作为零），经加速电场电压U加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x，不计离子重力，则下列说法正确的是（ ）
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产生带电量为q的某种正离子，离子射出时的速度很小，可以看作是静止的，离子经过电压U加速后形成离子束流，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，离子束流的电流为I．请回答下列问题：
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），经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x，则下列判断正确的是（ ）
质谱仪是一种测定带电粒子质量或分析同位素的重要设备，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（速度可视为零），经MN间的加速电压U加速后从小孔S1垂直于磁感线进入匀强磁场，运转半周后到达照相底片上的P点．设P到S1的距离为x，则（ ）