Question

（8分）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(速度可看作为零)，经加速电场(加速电场极板间的距离为d、电势差为U)加速，然后垂直进入磁感应强度为B的有界匀强磁场中做匀速圆周运动，最后到达记录它的照相底片P上．设离子在P上的位置与入口处S₁之间的距离为x。

(1)求该离子的荷质比．
(2)若离子源产生的是带电量为q、质量为m₁和m₂的同位素离子(m₁>m₂)，它们分别到达照相底片上的P₁、P₂位置(图中末画出)，求P₁、P₂间的距离△x。

Answer 1

（1）   (2)

解析试题分析：(1)离子在电场中加速，由动能定理得①
离子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：②
由①②式可得：④
(2)由①②式可得粒子m₁在磁场中的运动半径是r₁，则：⑤
对离子m₂，同理得⑥
∴照相底片上P₁、P₂间的距离：⑦
考点：带电子粒子在匀强磁场中的运动。