Question

（8分）质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示．离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零)，经加速电场(加速电场极板间的距离为d、电势差为U)加速，然后垂直进入磁感应强度为B的有界匀强磁场中做匀速圆周运动，最后到达记录它的照相底片P上．设离子在P上的位置与入口处S1之间的距离为x。

(1)求该离子的荷质比．

(2)若离子源产生的是带电量为q、质量为m1和m2的同位素离子(m1>m2)，它们分别到达照相底片上的P1、P2位置(图中末画出)，求P1、P2间的距离△x。

 

Answer 1

（1） (2)

【解析】

试题分析：(1)离子在电场中加速，由动能定理得①

离子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：②

由①②式可得：④

(2)由①②式可得粒子m1在磁场中的运动半径是r1，则：⑤

对离子m2，同理得⑥

∴照相底片上P1、P2间的距离：⑦

考点：带电子粒子在匀强磁场中的运动。