(8分)质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,它的构造原理如图所示.离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零),经加速电场(加速电场极板间的
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(8分)质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,它的构造原理如图所示.离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零),经加速电场(加速电场极板间的
题型:不详
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(8分)质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,它的构造原理如图所示.离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零),经加速电场(加速电场极板间的距离为d、电势差为U)加速,然后垂直进入磁感应强度为B的有界匀强磁场中做匀速圆周运动,最后到达记录它的照相底片P上.设离子在P上的位置与入口处S
1
之间的距离为x。
(1)求该离子的荷质比
.
(2)若离子源产生的是带电量为q、质量为m
1
和m
2
的同位素离子(m
1
>m
2
),它们分别到达照相底片上的P
1
、P
2
位置(图中末画出),求P
1
、P
2
间的距离△x。
答案
(1)
(2)
解析
试题分析:(1)离子在电场中加速,由动能定理得
①
离子在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得:
②
由①②式可得:
④
(2)由①②式可得粒子m
1
在磁场中的运动半径是r
1
,则:
⑤
对离子m
2
,同理得
⑥
∴照相底片上P
1
、P
2
间的距离:
⑦
举一反三
如图所示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。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板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.能通过狭缝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
题型:不详
难度:
|
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回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用,有力地推动了现代科学技术的发展.回旋加速器的工作原理如图所示,置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生的粒子,质量为m、电荷量为+q ,在加速器中被加速,设粒子初速度为零,加速电压为U ,加速过程中不考虑重力作用和相对论效应。下列说法正确的是
A.粒子在回旋加速器中运动时,随轨道半径r的增大,盒中相邻轨道的半径之差减小
B.粒子从静止开始加速到出口处所需的时间约为
C.粒子能获得的最大动能
跟加速器磁感应强度无关
D.加速电压越大粒子能获得的最大动能
越大
题型:不详
难度:
|
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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?
题型:0127 期末题
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|
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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
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|
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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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