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如图所示是质谱仪示意图,图中离子源S产生电荷量为q的离子,经电压为U的电场加速后,由A点垂直射人磁感应强度为B的有界匀强磁场中,经过半个圆周,打在磁场边界底片上的P点,测得PA=d,求离子的质量m.
分析:根据动能定理可求出带电粒子在电场中被加速的速度,再由洛伦兹力提供向心力,并由几何关系可求出离子的质量.
解答:解:粒子在电场中加速出射速度为”,由动能定理得qU=
1
2
mv2

离子在磁场中做匀速圆周运动qvB=m
v2
R

由几何关系,2R=d③
由以上各式解得:m=
qB2d2
8U

答:离子的质量为
qB2d2
8U
点评:考查动能定理、牛顿第二定律、向心力表达式,结合已知长度与半径的关系,从而确定离子的质量.
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