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可释放出质量均为m、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S₃进入磁感应强度大小为B、方向垂直于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的电场加速后的速度v;
(2)离子的比荷(q/m)

(1) (2)

(1)离子经S₁、S₂间电压为U的电场加速,根据动能定理
                                                        
所以                     ①                    
(2)设离子进入磁场后做匀速圆周运动速率为v,半径为R.
洛伦兹力提供向心力        ②                     
又因   R=x     ③                                      
联立①②③,解得