精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
质谱仪的工作原理如图所示,带电粒子被加速电场加速后进入速度选择器,速度选择器的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B1和E.粒子从狭缝S射出后进入磁感应强度为B2的匀强磁场,最后打在照相底片上.下列关于质谱仪的说法正确的是(  )
A.速度选择器中的电场方向应该是指向左方的
B.因为速度选择器本身并不选择电性,所以不能确定图示中的带电粒子的正负
C.质谱仪是分析同位素的重要工具,粒子打在底片上距离狭缝越近,它的比荷越小
D.若粒子打在底片上的位置与狭缝的距离为L,则该粒子的比荷为
2E
B1B2L
精英家教网
A、由左手定则可知,正电荷所受洛伦兹力向左,则它受到的电场力向右,则电场方向向右,故A错误;
B、带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据带电粒子在磁场中偏转方向,判断粒子所受洛伦兹力方向,由左手定则可以判断出粒子的电性,故B错误;
C、通过速度选择器的带电粒子所受电场力与磁场力相等,qE=qvB1,v=
E
B1
,在磁场中,洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力,由牛顿第二定律得:qvB2=m
v2
R
,则
q
m
=
E
B1B2R
,由此可知,粒子打在底片上距离狭缝的距离2R越小,它的比荷越大,故C错误;
D、若粒子打在底片上的位置与狭缝的距离为L,则粒子的轨道半径R=
L
2
,则该粒子的比荷为
q
m
=
E
B1B2R
=
2E
B1B2L
,故D正确;
故选D.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

质谱仪的工作原理如图所示,带电粒子被加速电场加速后进入速度选择器,速度选择器的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B1和E.粒子从狭缝S射出后进入磁感应强度为B2的匀强磁场,最后打在照相底片上.下列关于质谱仪的说法正确的是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网有一种“双聚焦分析器”质谱仪,工作原理如图所示.加速电场的电压为U,静电分析器中有辐向会聚电场,即与圆心O1等距各点的电场强度大小相同,方向沿径向指向圆心O1;磁分析器中以O2为圆心、圆心角为90°的扇形区域内,分布着方向垂直于纸面向外的匀强磁场,其左边界与静电分析器的右边界平行.由离子源发出一个质量为m、电荷量为q的正离子(初速度为零,重力不计),经加速电场加速后,从M点沿垂直于该点的电场方向进入静电分析器,在静电分析器中,离子沿半径为R的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动,并从N点射出静电分析器.而后离子由P点沿着既垂直于磁分析器的左边界,又垂直于磁场方向射入磁分析器中,最后离子沿垂直于磁分析器下边界的方向从Q点射出,并进入收集器.测量出Q点与圆心O2的距离为d,位于Q点正下方的收集器入口离Q点的距离为
d2
.(题中的U、m、q、R、d都为已知量)
(1)求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小;
(2)求磁分析器中磁感应强度B的大小;
(3)现将离子换成质量为4m,电荷量仍为q的另一种正离子,其它条件不变.磁分析器空间足够大,离子不会从圆弧边界射出,收集器的位置可以沿水平方向左右移动,要使此时射出磁分析器的离子仍能进入收集器,求收集器水平移动的距离.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:2012-2013学年浙江省(六校)高三第一次联考物理试卷(解析版) 题型:计算题

(20分)有一种“双聚焦分析器”质谱仪,工作原理如图所示。加速电场的电压为U,静电分析器中有会聚电场,即与圆心O1等距各点的电场强度大小相同,方向沿径向指向圆心O1,磁分析器中以O2为圆心、圆心角为90°的扇形区域内,分布着方向垂直于纸面向外的匀强磁场,其左边界与静电分析器的右边界平行。由离子源发出一个品质为m、电荷量为q的正离子(初速度为零,重力不计),经加速电场加速后,从M点沿垂直于该点的电场方向进入静电分析器,在静电分析器中,离子沿半径为R的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动,并从N点射出静电分析器。而后离子由P点沿着既垂直于磁分析器的左边界,又垂直于磁场方向射入磁分析器中,最后离子沿垂直于磁分析器下边界的方向从Q点射出,并进入收集器。测量出Q点与圆心O2的距离为d,位于Q点正下方的收集器入口离Q点的距离为d/2。(题中的U、m、q、R、d都为已知量)

(1)求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小;

(2)求磁分析器中磁感应强度B的大小;

(3)现将离子换成品质为4m ,电荷量仍为q的另一种正离子,其它条件不变。磁分析器空间足够大,离子不会从圆弧边界射出,收集器的位置可以沿水平方向左右移动,要使此时射出磁分析器的离子仍能进入收集器,求收集器水平移动的距离。

 

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:2012-2013学年四川省成都市双流县棠湖外语实验学校高二(上)月考物理试卷(12月份)(解析版) 题型:选择题

质谱仪的工作原理如图所示,带电粒子被加速电场加速后进入速度选择器,速度选择器的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B1和E.粒子从狭缝S射出后进入磁感应强度为B2的匀强磁场,最后打在照相底片上.下列关于质谱仪的说法正确的是( )

A.速度选择器中的电场方向应该是指向左方的
B.因为速度选择器本身并不选择电性,所以不能确定图示中的带电粒子的正负
C.质谱仪是分析同位素的重要工具,粒子打在底片上距离狭缝越近,它的比荷越小
D.若粒子打在底片上的位置与狭缝的距离为L,则该粒子的比荷为

查看答案和解析>>

同步练习册答案