質(zhì)譜儀是以離子源、質(zhì)量分析器和離子檢測器為核心的電子儀器。離子源是使試樣分子在高真空條件下離子化的裝置。電離后的分子因接受了過多的能量會進一步碎裂成較小質(zhì)量的多種碎片離子和中性粒子。它們在加速電場作用下獲取具有相同能量的平均動能而進入質(zhì)量分析器。質(zhì)量分析器是將同時進入其中的不同質(zhì)量的離子，按質(zhì)荷比
m
q
的大小分離的裝置。質(zhì)譜儀的部分原理圖可簡化為如圖甲所示，離子源（在狹縫上方，圖中未畫出）產(chǎn)生的帶電離子經(jīng)狹縫之間的電場加速后，勻速并垂直射入偏轉(zhuǎn)磁場區(qū)域，加速電場的電壓隨時間變化如圖乙所示。離子進入勻強磁場區(qū)域后，在洛倫茲力的作用下打到照相底片上并被接收，形成一細條紋。若從離子源產(chǎn)生的離子初速度為零、電荷量為+q（q＞0）、質(zhì)量為m,加速電壓為U₀時，離子恰好打在P點，PN為放置照相底片的離子檢測區(qū)域，M為PO的中點。已知PM=OM=L，MN=
L
2
（不計離子的重力以及離子在電場內(nèi)加速時電壓的變化與加速時間）。求：

（1）加速電壓為U₀時，離子經(jīng)加速電場加速后的速度v₁；
（2）偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強度大小B；
（3）若要求所有的離子都能打在照相底片上，則離子進入偏轉(zhuǎn)電場的時間范圍。

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：22引用：1難度：0.4

相似題

1．如圖所示，在x軸上方存在垂直于紙面向里的勻強磁場，磁場的磁感應(yīng)強度為B，在xOy平面內(nèi)，從原點O處與x軸正方向成角θ（0＜θ＜π），以速率v發(fā)射個帶正電的粒子（重力不計），則下列說法正確的是（　?。?/h2>

A．若v一定，θ越大，則粒子離開磁場的位置距O點越遠

B．若v一定，θ越大，則粒子在磁場中運動的時間越短

C．若θ一定，v越大，則粒子在磁場中運動的角速度越大

D．若θ一定，v越大，則粒子在磁場中運動的時間越短

發(fā)布：2024/11/15 13:30:1組卷：170引用：4難度：0.4

2．如圖甲所示，在真空中半徑r=3×10^-2m的圓形區(qū)域內(nèi)．有磁感應(yīng)強度B=0.2T．方向如圖的勻強磁場．一束帶正電的粒子電荷量q=1.6×10^-19C，質(zhì)量m=1.6×10^-27kg,以初速度v₀=1.0×10⁶m/s.從磁場邊界上直徑ab的a端沿各個方向射入磁場且初速度方向都垂直于磁場方向．不計粒子重力．計算時取sin=37°=0.6，cos37°=0.8．求：
（1）當粒子的速度方向與直徑ab的夾角α為多少時．粒子剛好從磁場邊界b處飛出磁場．該粒子在磁場中運動的時間是多少？
（2）若粒子射入磁場的速度改為v=3.0×10⁵m/s,其他條件不變．試用曲線在圖乙中畫出該束粒子在磁場中可能出現(xiàn)的區(qū)域．要求有簡要的文字說明．
發(fā)布：2024/11/15 8:0:2組卷：12引用：0難度：0.9
解析
3．如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，經(jīng)電勢差為U的電場加速后，從O點垂直MN邊界進入磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強磁場中，速度方向與磁場方向垂直，最后在MN邊界上的P點．設(shè)帶電粒子初速度為零且不計重力：
①計算粒子進入磁場時的速率；
②判斷該粒子帶正電還是負電；
③計算OP間的距離．
發(fā)布：2024/11/15 8:0:2組卷：257引用：1難度：0.5
解析

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