如图所示为一质谱仪的构造原理示意图，整个装置处于真空环境中，离子源N可释放出质量相等、电荷量均为q（q>0）的离子，离子的初速度很小，可忽略不计，离子经S1、S2间电压打印页面

如图所示为一质谱仪的构造原理示意图，整个装置处于真空环境中，离子源N可释放出质量相等、电荷量均为q（q>0）的离子，离子的初速度很小，可忽略不计，离子经S1、S2间电压

网友投稿 2023-04-06 00:00:00 互联网

◎ 题目

如图所示为一质谱仪的构造原理示意图，整个装置处于真空环境中，离子源N可释放出质量相等、电荷量均为q（q>0）的离子，离子的初速度很小，可忽略不计，离子经S₁、S₂间电压为U的电场加速后，从狭缝S_a进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，沿着半圆运动到照相底片上的P点处，测得P到S₃的距离为x。求：
（1）离子经电压为U的电场加速后的动能；
（2）离子在磁场中运动时的动量大小；
（3）离子的质量。

◎ 答案

解：（1）设离子经S₁、S₂间电压为U的电场加速后动能为E_k，根据动能定理E_k=qU。
（2）设离子进入磁场后做匀速圆周运动速率为v，半径为R，离子质量为m。
洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律

①，又因

②
由①②两式解得离子在磁场中运动时的动量大小

（3）对于离子经电压U加速过程，根据动能定理

③
联立①②③，解得

。

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

专家分析，试题“如图所示为一质谱仪的构造原理示意图，整个装置处于真空环境中，离子源N可释放出质量相等、电荷量均为q（q>0）的离子，离子的初速度很小，可忽略不计，离子经S1、S2间电压…”主要考查了你对【质谱仪】等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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