10.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产生一个质量为m.电荷量为q的正离子.离子产生出来时速度很小.可以看做是静止的.离子产生出来后经过电压U加速.进入磁感应强度为B的匀强磁场.沿着半圆周运动而达到记录它的照相底片P上.测得它在P上的位置到入口处S1的距离为x.则下列说法正确的是 ( ) A.若某离子经上述装置后.测得它在P上的位置到入口处S1的距离大于x.则说明离子的质量一定变大 B.若某离子经上述装置后.测得它在P上的位置到入口处S1的距离大于x.则说明加速电压U一定变大 C.若某离子经过上述装置后.测得它在P上的位置到入口处S1的距离大于x.则说明磁感应强度B一定变小 D.若某离子经过上述装置后.测得它在P上的位置到入口处S1的距离大于x.则说明离子所带电荷量q可能变小 [解析] 正离子经过电场加速后.获得速度v0.据动能定理.有 qU=mv① 正离子以v0的速率垂直进入匀强磁场中.在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动.据洛伦兹力提供向心力.有 qv0B=m② 据几何关系可知.正离子做圆周运动的半径为 r=③ 由①②③式解得x= ④ 当离子在P上的位置到入口处S1的距离大于x时.由④式可知.可能是离子的质量m变大.可能是加速电压U变大.可能是磁感应强度B变小.也可能是离子所带电荷量q减小.故选项D正确. [答案] D 查看更多

 

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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(电量为q,速度可看作为零),经加速电场电压U加速后垂直进入有界匀强磁场,到达记录它的照相底片P上,设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x,不计离子重力,则下列说法正确的是(  )

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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,它的构造如图所示.设离子源S产生离子,离子产生出来时速度很小,可以看作速度为零.产生的离子经过电压为U的电场加速后(图中未画出),进入一平行板电容器C中,电场E和磁场B1相互垂直,具有某一速度的离子将沿图中虚直线穿过两板间的空间而不发生偏转,而具有其他速度的离子发生偏转.最后离子再进入磁感应强度为B2的匀强磁场,沿着半圆周运动,到达记录它的照相底片上的P点,根据以上材料回答下列问题:
(1)证明能穿过平行板电容器C的离子具有的速度v=
E
B1

(2)若测到P点到入口S1的距离为x,证明离子的质量m=
qB22x2
8U

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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产生带电量为q的某种正离子,离子射出时的速度很小,可以看作是静止的,离子经过电压U加速后形成离子束流,然后垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场,沿着半圆周运动而到达记录它的照相底片P上.实验测得:它在P上的位置到入口处S1的距离为a,离子束流的电流为I.请回答下列问题:
(1)在时间t内射到照相底片P上的离子的数目为多少?
(2)单位时间穿过入口处S1离子束流的能量为多少?
(3)试证明这种离子的质量为m=
qB28U
a2

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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产生电荷量为q的某种正离子,离子产生时的速度很小,可以看作是静止的,离子经过电压U加速后形成离子流,然后垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场,沿着半圆周运动而到达记录它的照相底片P上.实验测得,它在P上的位置到入口处S1的距离为a,离子流的电流为I.请回答下列问题:
(1)在时间t内到达照相底片P上的离子的数目为多少?
(2)单位时间内穿过入口S1处离子流的能量为多大?
(3)试求这种离子的质量m?.

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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上的位置与人口处S1之间的距离为x.
(1)求该离子的比荷卫
qm

(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.
(3)若第(2)小题中两同位素离子同时进入加速电场,求它们到达照相底片上的时间差△t(磁场边界与靠近磁场边界的极板间的距离忽略不计).

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