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如图所示为一种质谱仪示意图.由加速电场、静电分析器和磁分析器组成.若静电分折器通...

manfen5.com 满分网如图所示为一种质谱仪示意图.由加速电场、静电分析器和磁分析器组成.若静电分折器通道的半径为R,均匀辐向电场的场强为E磁分析器中有垂直纸面向外的匀强磁场.磁感强度为B,问:
(1)为了使位于A处电量为q、质量为m的离子(不计重力).从静止开始经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器,加速电场的电压U应为多大?
(2)离子由P点进入磁分析器后,最终打在乳胶片上的Q点,该点距入射点P多远?
带电粒子在电场中,在电场力做正功的情况下,被加速运动.后垂直于电场线,在电场力提供向心力作用下,做匀速圆周运动.最后进入匀强磁场,在洛伦兹力作用下,做匀速圆周运动.根据洛伦兹力的方向,从而可确定电性,进而可确定极板的电势高低.根据牛顿第二定律可得在电场力作用下做匀速圆周运动的表达式,从而求出加速电压.最后再由牛顿第二定律,洛伦兹力等于向心力可知,运动的半径公式,即影响半径的大小因素. 【解析】 (1)根据电场力提供向心力,则有qE=m①, 又有电场力加速运动,则有qU=② 由①②解得:U= (2)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动, 根据洛伦兹力提供向心力,则有: Bqv=m④ 由①④解得:r== 所以=2r= 答:(1)加速电场的电压U应为; (2)离子由P点进入磁分析器后,最终打在乳胶片上的Q点,该点距入射点P的距离为.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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