质谱仪原理如图所示,a为粒子加速器,电压为U1;b为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B1,板间距离为d;c为偏转分离器,磁感应强度为B2。今有一质量为m
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质谱仪原理如图所示,a为粒子加速器,电压为U1;b为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B1,板间距离为d;c为偏转分离器,磁感应强度为B2。今有一质量为m
题型:0127 期末题
难度:
来源:
质谱仪原理如图所示,a为粒子加速器,电压为U
1
;b为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B
1
,板间距离为d;c为偏转分离器,磁感应强度为B
2
。今有一质量为m、电荷量为+q的正电子(不计重力),经加速后,该粒子恰能通过速度选择器,粒子进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动。求:
(1)粒子射出加速器时的速度v为多少?
(2)速度选择器的电压U
2
为多少?
(3)粒子在B
2
磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大?
答案
解:(1)粒子经加速电场U
1
加速,获得速度V,由动能定理得:
解得
故粒子的速度为
.
(2)在速度选择器中作匀速直线运动,电场力与洛仑兹力平衡得
Eq=qvB
1
即
故速度选择器的电压U
2
为
.
(3)在B
2
中作圆周运动,洛仑兹力提供向心力,有
,
举一反三
不定项选择
下图是质谱仪的工作原理示意图,带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器。速度选择器内互相垂直的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E 。挡板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A
1
A
2
。平板S下方有强度为B
0
的匀强磁场。下列表述正确的是( )
A.质谱仪是分析同位素的重要工具
B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C.能竖直通过狭缝P的带电粒子的速率等于B/E
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越小
题型:0106 月考题
难度:
|
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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可释放出质量相等、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S
1
、S
2
间电压为U的电场加速后,从狭缝S
3
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S
3
的距离为x。求:
(1)离子经电压为U的电场加速后的动能;
(2)离子在磁场中运动时的动量大小;
(3)离子的质量。
题型:北京期末题
难度:
|
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下图是质谱仪的工作原理示意图,带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器。速度选择器内互相垂直的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E 。挡板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A
1
A
2
,平板S下方有强度为B
0
的匀强磁场,粒子重力不计。下列表述正确的是( )
A.质谱仪是测粒子电量的重要工具
B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于B/E
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越小
题型:湖南省期末题
难度:
|
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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S
1
、S
2
间电压为U的电场加速后,从狭缝S
3
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S
3
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)离子的荷质比(q/m)。
题型:北京期末题
难度:
|
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不定项选择
1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列相关说法中正确的是( )
A.该束带电粒子带负电
B.速度选择器的P
1
极板带正电
C.在B
2
磁场中运动半径越大的粒子,质量越大
D.在B
2
磁场中运动半径越大的粒子,荷质比q/m越小
题型:专项题
难度:
|
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