精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

如图为一种质谱仪工作原理示意图.在以O为圆心，OH为对称轴，夹角为2α的扇形区域内分布着方向垂直于纸面的匀强磁场.对称于OH轴的C和D分别是离子发射点和收集点.CM垂直磁场左边界于M，且OM=d.现有一正离子束以小发散角（纸面内）从C射出，这些离子在CM方向上的分速度均为v₀.若该离子束中比荷为

的离子都能汇聚到D，试求：

（1）磁感应强度的大小和方向（提示：可考虑沿CM方向运动的离子为研究对象）；
（2）离子沿与CM成θ角的直线CN进入磁场，其轨道半径和在磁场中的运动时间；
（3）线段CM的长度.

见解析

（1）设沿CM方向运动的离子在磁场中做圆周运动的轨道半径为R

由　

R=d

得B＝

磁场方向垂直纸面向外
（2）设沿CN运动的离子速度大小为v，在磁场中的轨道半径为R′，运动时间为t
由
vcosθ=v₀
得v＝

R′=

方法一：
设弧长为s
t=

s=2(θ+α)×R′
t=

方法二：
离子在磁场中做匀速圆周运动的周期T＝

t=Ｔ×

(3)
　方法一：
CM=MNcotθ

Ｒ′=

以上3式联立求解得
CM=dcotα
方法二：
设圆心为A，过A做AB垂直NO，
可以证明NM＝BO
∵NM=CMtanθ
又∵BO=ABcotα
=R′sinθcotα
=

∴CM=dcotα

练习册系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

（1）

边刚进入磁场Ⅰ时，线框的速度大小。
（2）

边从

位置运动到

位置过程中，通过线圈导线某横截面的电荷量。
（3）

边从

位置运动到

位置过程中，线圈中产生的焦耳热。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

如图10-16所示，带负电的粒子垂直磁场方向进入圆形匀强磁场区域，出磁场时速度偏离原方向60°角，已知带电粒子质量m=3×10-20kg，电量q=10-13C，速度v0=105m/s，磁场区域的半径R=3×10-1m，不计重力，求磁场的磁感应强度。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

如右图所示，在y＞0的区域内存在匀强磁场，磁场垂直于图中的Oxy平面，方向指向纸外.原点O处有一离子源，沿各个方向射出动量大小相等的同价正离子.对于速度在Oxy平面内的离子，它们在磁场中做圆弧运动的圆心所在的轨迹，可用下图给出的四个半圆中的一个来表示，其中正确的是（）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

电子与质子的速度相同，都从O点射入匀强磁场区，则图中画出的四段圆弧，哪两个是电子和质子运动的可能轨迹（　　）

A．a是电子运动轨迹，d是质子运动轨迹

B．b是电子运动轨迹，c是质子运动轨迹

C．c是电子运动轨迹，b是质子运动轨迹

D．d是电子运动轨迹，a是质子运动轨迹

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

如图所示，带负电的粒子（不计重力），水平向右进入匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．该粒子将（　　）

A．向下偏转	B．向上偏转
C．垂直纸面向里偏转	D．垂直纸面向外偏转

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

如图，长方体玻璃水槽中盛有NaCl的水溶液，在水槽左、右侧壁内侧各装一导体片，使溶液中通入沿x轴正向的电流I，沿y轴正向加恒定的匀强磁场B．图中a、b是垂直于z轴方向上水槽的前后两内侧面（　　）

A．a处电势高于b处电势

B．a处离子浓度大于b处离子浓度

C．溶液的上表面电势高于下表面的电势

D．溶液的上表面处的离子浓度大于下表面处的离子浓度

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

如图，虚线MN上方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场B₁，带电粒子从边界MN上的A点以速度v_o垂直磁场方向射人磁场，经磁场偏转后从边界MN上的B点射出。若在粒子经过的区域PQ上方再叠加方向垂直纸面向里的匀强磁场B₂，让该粒子仍以速度v₀从A处沿原方向射人磁场，经磁场偏转后从边界MN上的B'点射出（图中未标出），不计粒子的重力。下列关于粒子的说法正确的是