Question

如图所示，初速度为零、所带电荷量为q的离子经过电压为U的电场加速后进入磁感应强度为B的匀强磁场中，沿半圆周运动而达到记录它的照相底片P上，测得它在P上的位置到入口处的距离为d，求该离子的质量.

 

Answer 1

【答案】

【解析】（1）离子经电压为U的电场加速，根据动能定理可得，离子进入磁场后做匀速圆周运动速率为v，半径为R．则  

由洛伦兹力提供向心力得，    联立三式可得

思路分析：（1）离子在加速电场中运动时，电场力做正功qU，根据动能定理求出速度v．（2）粒子进入磁场后做匀速圆周运动，P到S₃的距离为d等于轨迹的直径2R，则，根据牛顿第二定律求出质量．

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．