Question

（8分）質(zhì)譜儀是一種測(cè)定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖所示．離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束(速度可看作為零)，經(jīng)加速電場(chǎng)(加速電場(chǎng)極板間的距離為d、電勢(shì)差為U)加速，然后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，最后到達(dá)記錄它的照相底片P上．設(shè)離子在P上的位置與入口處S1之間的距離為x。

(1)求該離子的荷質(zhì)比．

(2)若離子源產(chǎn)生的是帶電量為q、質(zhì)量為m1和m2的同位素離子(m1>m2)，它們分別到達(dá)照相底片上的P1、P2位置(圖中末畫出)，求P1、P2間的距離△x。

 

Answer 1

（1） (2)

【解析】

試題分析：(1)離子在電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理得①

離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：②

由①②式可得：④

(2)由①②式可得粒子m1在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑是r1，則：⑤

對(duì)離子m2，同理得⑥

∴照相底片上P1、P2間的距離：⑦

考點(diǎn)：帶電子粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。