Question

【題目】質譜儀是一種測定帶電粒子質量和分析同位素的重要儀器，如圖所示：從粒子源中放出的質量為m、電荷量為q的正離子（初速為零，重力不計），經電勢差為U的加速電場加速，剛出電場時測得離子束的電流為I，之后從Q處垂直進入一個磁感應強度為B的勻強電場，之后打到底片上P處，P、Q兩點距離為R.根據(jù)已知條件可知

A.該離子的質量為m=

B.該離子在磁場中的運動時間為t=

C.在離子從Q處進入磁場至到達P的時間內，射到底片上的離子數(shù)目為N=

D.假如粒子源放出初速為零的氕（）、氘（）、氚（）三種離子，這三種離子會打在底片上三個不同位置

Answer 1

【答案】AD

【解析】

A．離子經加速電場加速，由動能定理：

離子在磁場中：

幾何關系

；

聯(lián)立解得：

故A正確；

BC．離子經加速電場加速后，離子在勻強磁場中作勻速圓周運動，周期為：

離子從S處進入磁場到達P的所用時間為：

又根據(jù)

；

射到照相底片P上的離子數(shù)目為：

；

聯(lián)立上幾式，解得：

故BC錯誤；

D．因q=e，由以上幾式，可解得：

；

經同一加速電場后進入同一偏轉磁場，離子在磁場運動的半徑與離子的質量和電荷量的比值有關，該質譜儀的離子源能放出的氕（）、氘（）、氚（）三種離子的質量和電荷量的比值不同，所以在磁場中運動半徑不同，質譜儀能將它們分開，故D正確。
故選AD。