Question

如图所示是质谱仪的示意图，它可以测定单个离子的质量，图中离子源S产生带电荷量为q的离子，经电压为U的电场加速后从A点垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，沿半圆轨道运动到P点离开磁场打到记录它的照像底片上，测得P与A相距为d，则该离子的质量为（　　）

• A、

  B2qd2

  32U

• B、

  B2qd2

  16U

• C、

  B2qd2

  8U

• D、

  B2qd2

  4U

Answer 1

分析：根据动能定理可求出带电粒子在电场中被加速的速度，再由洛伦兹力提供向心力，并由几何关系可求出离子的质量．

解答：解：粒子在电场中加速出射速度为”，由动能定理得：qU=

1

2

mv²…①
离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：qvB=m

v2

R

…②
由几何关系有：2R=d…③
由以上各式解得：m=

B2qd2

8U

故选：C．

点评：考查动能定理、牛顿第二定律、向心力表达式，结合已知长度与半径的关系，从而确定离子的质量．