質(zhì)譜儀是一種測(cè)定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具.它的構(gòu)造原理如圖所示，離子源S產(chǎn)生電荷量為q的某種正離子，離子產(chǎn)生時(shí)的速度很小，可以看作是靜止的，離子經(jīng)過電壓U加速后形成離子流，然后垂直于磁場方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，沿著半圓周運(yùn)動(dòng)而到達(dá)記錄它的照相底片P上。實(shí)驗(yàn)測(cè)得，它在P上的位置到入口處S1的距離為a，離子流的電流為I。

(1)在時(shí)間t內(nèi)到達(dá)照相底片P上的離子的數(shù)目為多少？
(2)這種離子的質(zhì)量為多少？
(1) (2)

試題分析：(1) 離子流的電流為I ，時(shí)間t內(nèi)到達(dá)照相底片P上的離子的，
所以達(dá)照相底片P上的離子的數(shù)目
(2) 粒子在電場中加速出射速度為v，由動(dòng)能定理得①
離子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)②
由幾何關(guān)系，2R=a③
由以上各式解得：
點(diǎn)評(píng)：質(zhì)譜儀是電場和磁場知識(shí)在科技中的應(yīng)用,利用質(zhì)譜儀可以測(cè)定帶電粒子的質(zhì)量、比荷、分析同位素．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示，兩平行金屬板間距為2l，極板長度為4l，兩極板間加上如圖乙所示的交變電壓（t=0時(shí)上極板帶正電）．以極板間的中心線OO1為x軸建立坐標(biāo)系，現(xiàn)在平行板左側(cè)入口正中部有寬度為l的電子束以平行于x軸的初速度v0從t=0時(shí)不停地射入兩板間．已知電子都能從右側(cè)兩板間射出，射出方向都與x軸平行，且有電子射出的區(qū)域?qū)挾葹?l．電子質(zhì)量為m，電荷量為e，忽略電子之間的相互作用力．
（1）求交變電壓的周期T和電壓U0的大��；
（2）在電場區(qū)域外加垂直紙面的有界勻強(qiáng)磁場，可使所有電子經(jīng)過有界勻強(qiáng)磁場均能會(huì)聚于（6l，0）點(diǎn)，求所加磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最大值和最小值；
（3）求從O點(diǎn)射入的電子剛出極板時(shí)的側(cè)向位移．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

某一回旋加速器，兩半圓形金屬盒的半徑為R，它們之間的電壓為U，所處的磁場的感應(yīng)強(qiáng)度為B，帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，則帶電粒子所能獲得的最大動(dòng)能為__________

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

關(guān)于回旋加速器，下述說法中不正確是
A．電場的作用是使帶電粒子加速，動(dòng)能增大
B．電場和磁場交替使帶電粒子加速
C．磁場的作用是使帶電粒子在磁場中回旋，獲得多次被加速的機(jī)會(huì)
D．D形盒的半徑越大，射出的帶電粒子獲得的能量越多

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一回旋加速器，當(dāng)電場的頻率一定時(shí)，加速α粒子的磁感應(yīng)強(qiáng)度和加速質(zhì)子的磁感應(yīng)強(qiáng)度之比為(　　)
A．1∶1B．1∶2C．2∶1D．1∶4

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，用回旋加速器來加速帶電粒子，以下說法正確的是
A．圖中加速器出口射出的是帶正電粒子
B．D形盒的狹縫間所加的電壓必是交變電壓
C．強(qiáng)磁場對(duì)帶電粒子做功，使其動(dòng)能增大
D．粒子在加速器中的半徑越大，周期越長

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示是用電子射線管演示帶電粒子在磁場中受洛侖茲力的實(shí)驗(yàn)裝置圖，圖中虛線是帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，那么下列關(guān)于此裝置的說法正確的是：
A．A端接的是高壓直流電源的正極 B．A端接的是高壓直流電源的負(fù)極
C．C端是蹄形磁鐵的N極 D．C端是蹄形磁鐵的S極

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

 一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，從容器A下方的小孔S1飄入電勢(shì)差為U的加速電場，其初速度幾乎為0，然后經(jīng)過S3沿著與磁場垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，最后打到照相底片D上

（1）求粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速率。
（2）求粒子照相底片D點(diǎn)到S3的距離

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，兩平行金屬板間存在相互垂直的電場和磁場，兩金屬板間的電壓為U，板間距離為d，兩板間的磁場在3t0內(nèi)的變化規(guī)律如圖乙所示. 左側(cè)的粒子源沿中心線OO’以v0的速度不斷發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子（不計(jì)重力）. 已知t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子，恰好沿中心線運(yùn)動(dòng)，并在t0時(shí)刻從O’點(diǎn)穿出兩板.

（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的方向和大小；
（2）若t0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的粒子也能從板間飛出，求飛出時(shí)偏離O’點(diǎn)的距離.

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