有一种质谱仪的工作原理图如图所示,加速电场的电压为U,静电分析器中有会聚电场,即与圆心O
1等距各点的电场强度大小相同,方向沿径向指向圆心O
1.磁分析器中以O
2为圆心、圆心角为90°的扇形区域内,分布着方向垂直于纸面的匀强磁场,其左边界与静电分析器的右边界平行.由离子源发出一个质量为m、电荷量为q的正离子(初速度为零,重力不计),经加速电场加速后,从M点沿垂直于该点的电场方向进入静电分析器,在静电分析器中,离子沿半径为R的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动,并从N点射出静电分析器.而后离子由P点沿着既垂直于磁分析器的左边界,又垂直于磁场方向射入磁分析器中,最后离子沿垂直于磁分析器下边界的方向从Q点射出,并进入收集器.已知磁分析器中磁场的磁感应强度大小为B.
(1)求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小;
(2)求出Q点与圆心O
2的距离为d;
(3)若仅离子的质量变为m
1(m
1≠m),而离子的电荷量q及其他条件不变,试判断该离子能否还从Q点射出磁分析器,并简要说明理由.
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