题目内容
如图所示为贝恩布里奇（Bainbridge）设计的用来测量同素荷质比的仪器。有一束速度相同的同位素离子速（有两种离子）以相同的速度通过狭缝S1、S2，向下运动到两极板P1、P2之间，在这两极板之间有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，同时加一水平向右的匀强电场，电场强度为E，调节E、B，使离子沿着直线通过狭缝S3，然后进入半圆形的匀强磁场区域，此区域的磁感应强度为Bˊ，最后离子在此匀强磁场中做匀速圆周运动，经过半个圆周打到照相底片上D1、D2两点，测量出S3D1=L1，S3D2=L2。试求这两种离子的荷质比。
【答案】
【解析】离子经S1、S2间的电场加速，以相同的速度进入复合场做直线运动，根据题意：
设离子进入磁场后做匀速圆周运动速率为v，半径为R．
由洛伦兹力提供向心力得，qvB’=
所以两种粒子的荷质比分别为：
思路分析：粒子进入磁场后做匀速圆周运动，P到S3的距离为L等于轨迹的直径2R，则R=L/2 ，根据牛顿第二定律求出比荷．
试题点评：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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