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2-1所示.离子源S产生质量为m.电量为q的正离子.离子产生出来时速度很小.可以看作速度为零.产生的离子经过电压U加速.进入磁感强度为B的匀强磁场.沿着半圆周运动.到达记录它的照相底片上的P点.测得P点到入口处的距离为x.试求离子的质量m.? 图2-1 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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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2-1所示.离子源S产生质量为m、电量为q的正离子，离子产生出来时速度很小，可以看作速度为零.产生的离子经过电压U加速，进入磁感强度为B的匀强磁场，沿着半圆周运动，到达记录它的照相底片上的P点.测得P点到入口处

的距离为x.试求离子的质量m.?

图2－1

解析：离子的质量m是不能直接测量的，但通过离子在磁场中的偏转而转化为距离进行测量.当离子在电场中加速时应用动能定理可得?

当离子在磁场中偏转时应用牛顿定律可得?

由上述二式求得.?

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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（　　）

A．若离子束是同位素，则x越大，离子质量越大

B．若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小

C．只要x相同，则离子质量一定相同

D．只要x相同，则离子的比荷一定相同

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科目：高中物理 来源： 题型：

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：
（1）在时间t内射到照相底片P上的离子的数目为多少？
（2）单位时间穿过入口处S₁离子束流的能量为多少？
（3）试证明这种离子的质量为m=

qB2

a2．

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