质谱仪是一种分离和检测同位素的重要工具,其结构原理如图所示。区域Ⅰ为粒子加速器,加速电压为
:区域Ⅱ为速度选择器,磁感应强度大小为
,方向垂直纸面向里,电场方向水平向左,板间距离为d;区域Ⅲ为偏转分离器,磁感应强度大小为
,方向垂直纸面向里,一质量为m,电荷量为
的粒子,初速度为零,经粒子加速器加速后,恰能沿直线通过速度选择器,由O点沿垂直于边界
的方向进入分离器后打在
上的P点,空气阻力,粒子重力及粒子间相互作用力均忽略不计。
(1)求粒子进入速度选择器时的速度大小v;
(2)求速度选择器两极板间的电压
;
(3)19世纪末,阿斯顿设计的质谱仪只由区域Ⅰ粒子加速器和区域Ⅲ偏转分离器构成,在实验中发现了氖22和氖20两种同位素粒子(两种粒子电荷量相同,质量不同),他们分别打在
上相距为
的两点。为便于观测。
的数值大一些为宜,不计粒子从区域Ⅰ的上极板飘入时的初速度,请通过计算分析为了便于观测应采取哪些措施。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9fd5f9ecb870fedb5b9a608d9ca2f911.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/97c01fdc7bc471af0b264a04aef0823e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/43a71fc9c0068109dad1382354570665.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56b2087eadbbd0dab72b7483b9181585.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/411461db15ee8086332c531e086c40c7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/411461db15ee8086332c531e086c40c7.png)
(1)求粒子进入速度选择器时的速度大小v;
(2)求速度选择器两极板间的电压
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f833a7beb83820ecede0234c671f1878.png)
(3)19世纪末,阿斯顿设计的质谱仪只由区域Ⅰ粒子加速器和区域Ⅲ偏转分离器构成,在实验中发现了氖22和氖20两种同位素粒子(两种粒子电荷量相同,质量不同),他们分别打在
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/411461db15ee8086332c531e086c40c7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8d6fcbb53b3f215a796876b560c95989.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8d6fcbb53b3f215a796876b560c95989.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/16/2895560041111552/2895875097436160/STEM/d91e3cf7-f110-4b4d-bcf8-55ab94b8b697.png?resizew=248)
22-23高二上·北京朝阳·期末 查看更多[7]
北京市朝阳区2021-2022学年高二上学期期末物理试题(已下线)北京市2021-2022学年高二上学期期末试题汇编:安培力与洛伦兹力(已下线)北京市各区(学校)2020-2021学年高二下学期期末物理试题分类选编:解答题(已下线)北京市各地2020-2021学年高二下学期期末物理试题分类选编:解答题北京市顺义区2022-2023学年高二下学期期中物理试题(已下线)专题10带电粒子在复合场中运动-【好题汇编】备战2023-2024学年高二物理上学期期末真题分类汇编(北京专用)(已下线)2019人教版课后习题 选择性必修2 第一章 复习与提高B 例题及课后题变式题
更新时间:2022-01-16 20:15:52
|
【知识点】 基于速度选择器的质谱仪
相似题推荐
解答题
|
适中
(0.65)
【推荐1】2023年6月9日在杭州举行中国质谱学术大会。某种带有速度选择器的质谱仪如图所示,一个带正电的粒子从狭缝
进入速度选择器做直线运动,经狭缝
后垂直MN进入偏转磁场,最后打在荧光屏上的H点。已知速度选择器
、
两板间的电压为U,间距为d,板间磁场的磁感应强度大小为
,方向垂直纸面向外;偏转磁场的磁感应强度大小为
,方向垂直纸面向外。已知
、H两点间的距离为x,粒子重力忽略不计,求
(1)带电粒子离开速度选择器时的速度大小v;
(2)带电粒子的比荷
。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e097c8d4c948de063796bd19f85b3a9a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e0bd63f55069a3bc870915010b39225.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2708fa6298e52f617383efc175b71ddc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9b9cb8e6ff801523b0304576cd69fd2d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/97c01fdc7bc471af0b264a04aef0823e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/43a71fc9c0068109dad1382354570665.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e0bd63f55069a3bc870915010b39225.png)
(1)带电粒子离开速度选择器时的速度大小v;
(2)带电粒子的比荷
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9da659de03afffb155aaa89e6d1f7e70.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/18/007f9251-7d96-4a91-b859-385871adaf3e.png?resizew=209)
您最近一年使用:0次
解答题
|
适中
(0.65)
名校
【推荐2】如图所示,静止于P处的带正电粒子,经加速电场加速后沿图中
圆弧虚线通过静电分析器,从O点垂直竖直xOy平面向上进入边长为L的立方体有界匀强磁场区域,立方体底面ABCD位于xOy平面内,初始磁场B0(未知)方向沿y轴负方向(图中未画出),EFGH平面是一个荧光显示屏,当粒子打到荧光屏上某一点时,该点能够发光,静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场,方向如图1所示.已知加速电场的电压为U,圆弧虚线的半径为R,粒子质量为m,电荷量为q,粒子重力不计。
(1)求粒子在辐向电场中运动时其所在处的电场强度E的大小;
(2)若粒子恰好能打在棱EH的中点M点,求初始匀强磁场的磁感应强度B0的大小;
(3)若分别在x方向与y方向施加如图2所示随时间周期性变化的正交磁场,沿坐标轴正方向的磁感应强度取正,不计粒子间的相互作用,粒子在磁场中运动时间远小于磁场变化的周期,不考虑磁场变化产生的电场对粒子的影响。
①试确定
时刻射入的粒子打在荧光屏上的亮斑N点坐标位置(结果用x,y二维坐标加以表示);
②试确定一个周期内粒子在荧光屏上留下的光斑轨迹形状,并写出在轨迹方程(用x,y坐标表示)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/19/2883127843823616/2884620531941376/STEM/7189b4c5-58ab-4fe5-9dc4-28ea671124b0.png?resizew=321)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56d266a04f3dc7483eddbc26c5e487db.png)
(1)求粒子在辐向电场中运动时其所在处的电场强度E的大小;
(2)若粒子恰好能打在棱EH的中点M点,求初始匀强磁场的磁感应强度B0的大小;
(3)若分别在x方向与y方向施加如图2所示随时间周期性变化的正交磁场,沿坐标轴正方向的磁感应强度取正,不计粒子间的相互作用,粒子在磁场中运动时间远小于磁场变化的周期,不考虑磁场变化产生的电场对粒子的影响。
①试确定
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b7b62fafff99a3713aa316abb3f837d1.png)
②试确定一个周期内粒子在荧光屏上留下的光斑轨迹形状,并写出在轨迹方程(用x,y坐标表示)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/19/2883127843823616/2884620531941376/STEM/7189b4c5-58ab-4fe5-9dc4-28ea671124b0.png?resizew=321)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/19/2883127843823616/2884620531941376/STEM/12168844-c093-433d-98ac-bd11aff116d0.png?resizew=278)
您最近一年使用:0次