热门试卷

解：（1）离子经加速电场加速后，离子在匀强磁场中作匀速圆周运动，由牛顿第二定律，则有：

qvB=m；

根据周期为：T=；

离子从S处进入磁场到达P的所用时间为：t=；

又根据I=；

射到照相底片P上的离子数目为：n=；

联立上几式，解得：n=

（2）离子经加速电场加速，由动能定理：qU=；

几何关系，r=；

联立解得：U=

（3）因q=e，

由以上几式，可解得：r=；

经同一加速电场后进入同一偏转磁场，离子在磁场运动的半径与离子的质量和电荷量的比值有关，该质谱仪的离子源能放出的氕（H），氘（H），氚（H）三种 离子的质量和电荷量的比值分别为：、、，

所以质谱仪能将它们分开．

答：（1）射到照相底片P上的离子的数目为．

（2）加速电压U为．

（3）能分开，原因如上所述．

解：（1）离子在静电分析器中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有qE=m①

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qU=mv2②

由①②解得E=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qvB=m④

由题意可知，圆周运动的轨道半径

r=d                          ⑤

由②④⑤式解得B= 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qU=×0.9mv2⑦

由②⑦式可得0.9mv‘2=mv2⑧

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F向=0.9m ⑨

由①⑧⑨式可得F向=qE

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r==，

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．  

答：（1）静电分析器中离子运动轨迹处电场强度；

（2）磁分析器中磁场的磁感应强度B的大小是，方向垂直纸面向外；

（3）不能沿原来的轨迹从Q点射出磁场．