質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(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入磁感應強度為B的勻強磁場，沿著半圓周運動而到達記錄它的照相底片P上。實驗測得，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)在時間t內(nèi)到達照相底片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 ，時間t內(nèi)到達照相底片P上的離子的，
所以達照相底片P上的離子的數(shù)目
(2) 粒子在電場中加速出射速度為v，由動能定理得①
離子在磁場中做勻速圓周運動②
由幾何關(guān)系，2R=a③
由以上各式解得：
點評：質(zhì)譜儀是電場和磁場知識在科技中的應用,利用質(zhì)譜儀可以測定帶電粒子的質(zhì)量、比荷、分析同位素．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

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時上極板帶正電）．以極板間的中心線OO1為x軸建立坐標系，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磁場，可使所有電子經(jīng)過有界勻強磁場均能會聚于（6l，0）點，求所加磁場磁感應強度B的最大值和最小值；
（3）求從O點射入的電子剛出極板時的側(cè)向位移．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

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，所處的磁場的感應強度為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會
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，當電場的頻率一定時，加速α粒子的磁感應強度和加速質(zhì)子的磁感應強度之比為(　　)
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．強磁場對帶電粒子做功，使其動能增大
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驗裝置圖，圖中虛線是帶電粒子的運動軌跡，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：計算題

 一個質(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入磁感應強度為B的勻強磁場中，最后打到照相底片D上

（1）求粒子進入磁場時的速率。
（2）求粒子照相底片D點到S3的距離

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

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（不計重力）. 已知t=0時刻進入兩板間的帶電粒子，恰好沿中心線運動，并在t0時刻從O’點穿出兩板.

（1）求磁感應強度B0的方向和大�。�
（2）若t0時刻進入兩板間的粒子也能從板間飛出，求飛出時偏離O’點的距離.

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