质谱仪是一种分析同位素的重要工具.它的构造原理如图所示.离子源S产生质量为m.电荷量为q的钾离子.离子出来时速度很小.可视为零.离子经过电势差为U的电场加速后.沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场.经半圆周到达照相底片上的P点.(1)求粒子进入磁场时的速度,(2)求P点到入口S1的距离x,(3)在实验过程中由于仪器不完善.加速电压在题目和参考答案——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产生质量为m、电荷量为q的钾离子，离子出来时速度很小，可视为零。离子经过电势差为U的电场加速后，沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，经半圆周到达照相底片上的P点。

(1)求粒子进入磁场时的速度

；
(2)求P点到入口S₁的距离x；
(3)在实验过程中由于仪器不完善，加速电压在平均值U附近变化

U，求需要以多大相对精确度

U/U维持加速电压值，才能使钾39、钾41的同位素束在照相底片上不发生覆盖。

（1）

（2）

（3）

试题分析：（1）电场加速：

解得速度：

（2）磁场偏转：

轨道半径

距离x

（3）设钾39、钾41的质量分别为m₁、m₂，根据（2）问轨道半径

得
钾39在磁场中的最大半径

钾41在磁场中的最小半径

由题意知：

即

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射入速度选择器，则（　　）

A．正离子从P孔射入后，能沿着图示虚线路径通过速度选择器

B．正离子从Q孔射入后，能沿着图示虚线路径通过速度选择器

C．仅改变离子的电性，负离子从P孔射入后，不能沿图示虚线路径通过速度选择器

D．仅改变离子的电量，正离子从P孔射入后，不能沿图示虚线路径通过速度选择器

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