组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 磁场 > 带电粒子在复合场中的运动 > 质谱仪 > 基于速度选择器的质谱仪
题型:解答题 难度:0.65 引用次数:214 题号:22809832
如图为质谱仪的工作原理图,若干种带电粒子经过加速电场加速后,垂直射入速度选择器,速度选择器中的电场强度大小为E、磁感应强度大小为,电场方向、磁场方向、离子速度方向两两垂直。沿直线通过速度选择器的粒子接着进入磁感应强度大小为的匀强磁场中,沿着半圆周运动后到达照相底片上形成谱线。
(1)速度选择器中的磁场方向是怎么样的?
(2)不计带电粒子所受的重力和带电微粒之间的相互作用,则带电粒子通过狭缝P的速度大小满足什么条件?
(3)若测出谱线到狭缝P的距离为x,则带电粒子的比荷为多少?

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解答题 | 适中 (0.65)
【推荐1】如图甲所示,为质谱仪的原理图。质量为m的带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后,从G点垂直于MN进入偏转磁场。该偏转磁场是一个以直线MN为上边界,方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片上的H点。测得GH间的距离为d,粒子受到的重力忽略不计。求:
(1)粒子的电荷量;
(2)若偏转磁场半径为r=的圆形磁场,且与MN相切于G点,如图乙所示,粒子进入磁场的速度不变,要使粒子仍能打到H点,那么,圆形区域内匀强磁场的磁感应强度应为多大?
2020-03-30更新 | 162次组卷
解答题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐2】某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示,A为粒子加速器,加速电压为,已知:B为速度选择器,磁场与电场正交,电场强度为E已知,磁感应强度未知;C为偏转分离器,磁感应强度为已知。今有一质量为m、电荷量为q的正粒子(不计重力),经加速后,该粒子恰能沿直线通过速度选择器,粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求:
(1)加速后粒子的速度v为多少?
(2)速度选择器磁感应强度为多少?
(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大?
2024-01-17更新 | 269次组卷
解答题 | 适中 (0.65)
【推荐3】如图是质谱仪的工作原理示意图.其中速度选择器内的磁场与电场相互垂直,磁场的磁感应强度为B1,方向垂直纸面向里.两极板间的距离为d,通过调节两极板间的电势差,可使不同速度的带电粒子沿直线通过速度选择器.带电粒子通过速度选择器之后,从O点垂直于磁场方向射入磁感应强度为B2的匀强磁场,经历半个圆周打在照相底片上.一束电荷量均为q的带电粒子射入速度选择器,当两极板间的电势差为U时,一部分粒子打到照相底片的A点;当两极板间的电势差为3U是,另一部分粒子打到照相底片的C点.经过测量OA之间的距是AC之间的距离的两倍.不计粒子重力.求:

(1)上述两部分粒子的速度之比;
(2)上述两部分粒子的质量之比;
2019-10-09更新 | 407次组卷
共计 平均难度:一般