Question

【題目】如圖所示為一質(zhì)譜儀的構(gòu)造原理示意圖，整個(gè)裝置處于真空環(huán)境中，離子源N可釋放出質(zhì)量相等、電荷量均為q（q＞0）的離子．離子的初速度很小，可忽略不計(jì)．離子經(jīng)S1、S2間電壓為U的電場(chǎng)加速后，從狹縫S3進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，沿著半圓運(yùn)動(dòng)到照相底片上的P點(diǎn)處，測(cè)得P到S3的距離為x．求：

（1）離子經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后的動(dòng)能；

（2）離子的荷質(zhì)比（q/m）

（3）．離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t

Answer 1

【答案】（1） （2）（3）

【解析】（1）離子經(jīng)S1、S2間電壓為U的電場(chǎng)加速，根據(jù)動(dòng)能定理
（2）設(shè)離子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)速率為v，半徑為R．

由洛倫茲力提供向心力得，
又因R= x
聯(lián)立解得

（3）在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：