题目内容
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N可释放出质量相等、电荷量均为q（q＞0）的离子。离子的初速度很小，可忽略不计。离子经S1、S2间电压为U的电场加速后，从狭缝S3进入磁感应强度大小为B、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P点处，测得P到S3的距离为x。求：
（1）离子经电压为U的电场加速后的动能；
（2）离子在磁场中运动时的动量大小；
（3）离子的质量。
（1）离子经电压为U的电场加速后的动能；
（2）离子在磁场中运动时的动量大小；
（3）离子的质量。
解：（1）设离子经S1、S2间电压为U的电场加速后动能为
根据动能定理
（2）设离子进入磁场后做匀速圆周运动，速率为v，半径为R，离子质量为m
洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律
①
又因R=
x ②
由①②两式解得离子在磁场中运动时的动量大小
（3）对于离子经电压U加速过程，根据动能定理
③
联立①②③，解得m=
根据动能定理
（2）设离子进入磁场后做匀速圆周运动，速率为v，半径为R，离子质量为m
洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律
① 又因R=
x ② 由①②两式解得离子在磁场中运动时的动量大小
（3）对于离子经电压U加速过程，根据动能定理
③ 联立①②③，解得m=
练习册系列答案
同步练习强化拓展系列答案
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