如图为某种质谱仪的工作原理示意图。此质谱仪由以下几部分构成:粒子源N;PQ间电压恒为U的加速电场;静电分析器,即中心线半径为R的四分之一圆形通道,通道内有均匀辐射电场,方向沿径向指向圆心O,且与圆心O等距的各点电场强度大小相等;磁感应强度为B的有界匀强磁场,方向垂直纸面向外。当有粒子打到胶片M上时,可以通过测量粒子打到M上的位置来推算粒子的比荷,从而分析粒子的种类以及性质。由粒子源N发出的不同种类的带正电的粒子,经加速电场加速后从小孔S1进入静电分析器,其中粒子a和粒子b恰能沿圆形通道的中心线通过静电分析器,并经小孔S2垂直磁场边界进入磁场,最终打到胶片上的落点到O的距离分别为D1和D2,其轨迹分别如图中的S1S2a和S1S2b所示。忽略带电粒子离开粒子源N时的初速度,不计粒子所受重力以及粒子间的相互作用。下列说法中正确的是( )
A.粒子源发出的所有带正电粒子都能沿圆形通道的中心线通过静电分析器 |
B.粒子a和粒子b经过小孔S1时的动能一定相等 |
C.静电分析器中心线处的电场强度大小为 |
D.粒子a和粒子b的比荷之比为 |
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更新时间:2021-12-07 15:56:24
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【知识点】 基于速度选择器的质谱仪
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【推荐1】如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A1A2。下列表述正确的是
A.只有带正电的粒子能通过速度选择器沿直线进入狭缝 P |
B.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P,粒子的比荷越大 |
C.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里 |
D.能通过的狭缝 P 的带电粒子的速率等于 |
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【推荐2】下图为质谱仪的工作原理示意图,一束带电粒子以一定的速度进入速度选择器,速度选择器内是相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁感应强度和电场强度的大小分别为和,粒子通过速度选择器的狭缝后,进入磁感应强度为的偏转磁场,最后打在底片上两处,测得,不计粒子重力。由此可知
A.粒子带负电,磁感应强度垂直纸面向外 | B.打在两处的粒子的比荷之比为1:2 |
C.打在两处的粒子的速度之比为1:2 | D.打在两处的粒子在磁场中的运动时间之比为1:1 |
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