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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
网友投稿  2023-04-06 00:00:00  互联网

◎ 题目

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=
qB2
8U
a2．
魔方格

◎ 答案


魔方格
（1）在时间t内射到照相底片P上的离子总电量为
Q=It               
在时间t内射到照相底片P上的离子数目为
n=
Q
q
=
It
q
        
（2）在时间t内穿过入口处S1离子束流的能量为
E总=UQ=UIt            
单位时间穿过入口处S1离子束流的能量为
E=
E总
t
=
UIt
t
=UI   
（3）离子在电场中做加速运动得
Uq=
1
2
mv2 （1）
在磁场中运动有
BVq=
mv2
a
2
（2）
由（1）（2）得：m=
qB2
8U
a2．
答：（1）在时间t内射到照相底片P上的离子的数目为
It
q
．
（2）单位时间穿过入口处S1离子束流的能量为UI．
（3）证明如上．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“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…”主要考查了你对  【质谱仪】，【回旋加速器】  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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