题目
题型:北京模拟题难度:来源:
(1)求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小;
(2)求磁分析器中磁场的磁感应强度B的大小和方向;
(3)通过分析和必要的数学推导,请你说明如果离子的质量为0.9m,电荷量仍为q,其他条件不变,这个离子射出电场和射出磁场的位置是否变化。
答案
设离子进入静电分析器时的速度为v,离子在加速电场中加速的过程中,由动能定理有 ②
由①②解得 ③
(2)离子在磁分析器中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律有 ④
由题意可知,圆周运动的轨道半径r=d ⑤
由②④⑤式解得 ⑥
磁场方向为垂直纸面向外
(3)设质量为0.9m的离子经加速电场加速后,速度为v′,由动能定理可得 ⑦
由②⑦式可得 ⑧
新离子进入电场时与O1的距离仍为R,新离子如果在电场中做半径为R的匀速圆周运动,所需要的向心力 ⑨
由①⑧⑨式可得
即该离子所受电场力,恰好等于它若做匀速圆周运动的向心力,因此这个离子仍然在静电分析器中做半径为R的匀速圆周运动,仍从N点射出
由②④式可知,离子在磁分析器中做匀速圆周运动的半径,与离子的质量有关,所以不能沿原来的轨迹从Q点射出磁场
核心考点
试题【如图所示为某种质谱仪的结构示意图。其中加速电场的电压为U,静电分析器中与圆心O1等距各点的电场强度大小相同,方向沿径向指向圆心O1。磁分析器中以O2为圆心、圆心】;主要考察你对质谱仪等知识点的理解。[详细]
举一反三
(1)磁感应强度的大小和方向(提示:可考虑沿CM方向运动的离子为研究对象);
(2)离子沿与CM成θ角的直线CN进入磁场,其轨道半径和在磁场中的运动时间;
(3)线段CM的长度。
B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C.能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/B
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的荷质比越小
B.a的质量一定比b的质量小
C.若a与b有相同的电荷量,则a的质量比b的质量小
D.若a与b有相同的质量,则a的电荷量比b的电荷量少
(1)粒子经粒子加速器A加速后的速度v的大小及速度选择器M两板间的电压U2;
(2)粒子在偏转分离器N的磁场中做圆周运动的半径R;
(3)某同学提出:在其他条件不变的情况下,只减小加速电压U1,就可以使粒子在偏转分离器N的磁场中做圆周运动的半径减小,试分析他的说法是否正确。
(1)离子在静电分析器中做匀速圆周运动的速度大小;
(2)加速电场的电压U;
(3)P,Q两点间的距离。
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