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现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子,其示意图如图所示,其中加速电压恒定。质...

现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子,其示意图如图所示,其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速,经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速,为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场,需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子的质量比约为

A.11

B.12

C.121

D.144

 

D 【解析】 直线加速过程根据动能定理得 得 ① 离子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律,有 得 ② ①②两式联立得: 一价正离子电荷量与质子电荷量相等,同一加速电场U相同,同一出口离开磁场则R相同,所以m∝B2,磁感应强度增加到原来的12倍,离子质量是质子质量的144倍,D正确,A、B、C错误。 故选D。  
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考点分析:
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如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P为磁场边界上的一点.大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点,在纸面内沿不同方向射入磁场.若粒子射入速率为v1,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子射入速率为v2,相应的出射点分布在三分之一圆周上.不计重力及带电粒子之间的相互作用.则v2v1(  )

A.∶2 B.∶1

C.∶1 D.3∶

 

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如图所示,在轴上方有匀强磁场,磁感应强度为B,在轴下方有匀强电场,场强为E,方向如图所示,PQ是一个垂直于轴的屏幕,O点到PQ的距离为L,有一质量为m、电荷量为的粒子(不计重力),从轴的M点由静止释放,最后垂直打在PQ上,求:

1M点的坐标;

2)粒子在整个运动过程中的路程s.

 

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如图所示,左右边界分别为的匀强磁场的宽度为d,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里.一个质量为m、电荷量大小为q的微观粒子,沿与左边界成θ=45°方向以速度垂直射入磁场.不计粒子重力,欲使粒子不从边界射出,的最大值可能是(    )

A. B. C. D.

 

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如图所示,直角三角形ABC内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于ABC平面向里的匀强磁场,O点为AB边的中点,θ=30°.一对正、负电子(不计重力)O点沿ABC平面垂直AB边射入磁场,结果均从AB边射出磁场且均恰好不从两直角边射出磁场.下列说法正确的是

A.正电子从AB边的O、A两点间射出磁场

B.正、负电子在磁场中运动的时间相等

C.正电子在磁场中运动的轨道半径较大

D.正、负电子在磁场中运动的速率之比为(3+2)︰9

 

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一个用于加速质子的回旋加速器,其核心部分如图所示,D形盒半径为,垂直D形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B.两盒分别与交流电源相连设质子的质量为m、电荷量为q,则下列说法正确的是(    )

A.D形盒之间交变电场的周期为

B.质子被加速后的最大速度随B的增大而增大

C.质子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大

D.质子离开加速器时的动能与成正比

 

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