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N可释放出质量均为m.电荷量均为q的离子.离子的初速度很小,可忽略不计.离子经S1.S2间电压为U的电场加速后,从狭缝S3进入磁感应强度大小为B.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P点处,测得P到S3的距离为x.求:(1)离子经电压为U的电场加速后的速度v; 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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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N可释放出质量均为m、电荷量均为q(q>0)的离子.离子的初速度很小,可忽略不计.离子经S₁、S₂间电压为U的电场加速后,从狭缝S₃进入磁感应强度大小为B、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P点处,测得P到S₃的距离为x.求:

(1)离子经电压为U的电场加速后的速度v;

(2)离子的比荷(q/m)

(1) (2)

解析:(1)离子经S₁、S₂间电压为U的电场加速,根据动能定理

所以 ①

(2)设离子进入磁场后做匀速圆周运动速率为v,半径为R.

洛伦兹力提供向心力 ②

又因 R=x ③

联立①②③,解得

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（3）离子的质量．

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（1）离子经电压为U的电场加速后的速度v；
（2）离子的荷质比（q/m）

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