[题目]如图所示为一质谱仪的构造原理示意图.整个装置处于真空环境中.离子源可释放出质量相等.电荷量均为的离子．离子的初速度很小.可忽略不计．离子经.间电压为的电场加速后.从狭缝进入磁感应强度大小为.方向垂直于纸面向外的匀强磁场中.沿着半圆运动到照相底片上的点处.测得到的距离为．求:()离子经电压为的电场加速后的动能,()离子在磁场中运动时的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示为一质谱仪的构造原理示意图，整个装置处于真空环境中，离子源可释放出质量相等、电荷量均为的离子．离子的初速度很小，可忽略不计．离子经、间电压为的电场加速后，从狭缝进入磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外的匀强磁场中，沿着半圆运动到照相底片上的点处，测得到的距离为．求：

（）离子经电压为的电场加速后的动能；

（）离子在磁场中运动时的动量大小；

（）离子的质量．

【答案】（）；（）；（）．

【解析】（）设离子经、间电压为的电场加速后动能为，根据动能定理：．

（）设离子进入磁场后做匀速圆周运动速率为，半径为，离子质量为，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有： … ①

又因： … ②

由①②两式计算得出离子在磁场中运动时的动量大小：．

（）对于离子经电压加速过程，根据动能定理： … ③

联立①②③计算得出：．

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