如图所示为一种质谱仪的示意图，由加速电场、静电分析仪和磁分析仪组成．若静电分析仪的通道半径为R，均匀辐向电场沿通道线的场强大小为E，方向如图所示：磁分析仪中有垂直纸面-00教育-零零教育信息网

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如图所示为一种质谱仪的示意图，由加速电场、静电分析仪和磁分析仪组成．若静电分析仪的通道半径为R，均匀辐向电场沿通道线的场强大小为E，方向如图所示：磁分析仪中有垂直纸面

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 107 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示为一种质谱仪的示意图，由加速电场、静电分析仪和磁分析仪组成．若静电分析仪的通道半径为R，均匀辐向电场沿通道线的场强大小为E，方向如图所示：磁分析仪中有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B．忽略离子的重力，则：
（1）为了使位于A处的质量为m、电荷量为q的离子，从静止开始经加速电场加速后，沿图中的圆弧虚线通过静电分析仪，加速电场的电压U应为多大？
（2）离子由P点进入磁分析仪后，最终打在乳胶底片上的Q点，该点离入射点P多远？
（3）若有一群离子从静止开始通过质谱仪后打在同一点Q，则该群离子有什么共同点？

魔方格

◎ 答案

（1）离子在加速电场中做加速运动，根据动能定理，有qU=

1

2

mv2①
离子在辐向电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，有qE=m

v2

R

②
由①、②式得U=

1

2

ER③
（2）离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力，有qvB=m

v2

r

④
由②、④得r=

mv

qB

=

1

B

EmR

q

⑤
∴

PQ

=2r=

2

B

EmR

q

⑥
（3）由⑥式可知

PQ

∞

m

q

，说明该群离子必同带正电荷，且具有相同的比荷．
答：（1）加速电场的电压U应为闂傚倷鑳堕崕鐢稿礈濠靛牊鏆滈柟鐑橆殔缁犵娀骞栨潏鍓ф偧闁告宀搁弻銈夊传閵夛附姣勯梺鑽ゅ枎缂嶅﹪寮诲☉鈶┾偓锕傚箣濠靛洨浜梻浣虹帛鐢顪冩禒瀣祦闁哄稁鍋€閸嬫挸鈽夊▍杈ㄧ矋缁傛帡鏁傞崜褏锛滃┑掳鍊愰崑鎾绘煙閾忣個顏堟偩閻戣姤鏅搁柣妯诲絻瀹撳棗鈹戦鐭亜鐣烽鍕嚑闁绘ḿ绮埛鎴︽偣閸ワ絺鍋撳畷鍥︾礄闂備胶鎳撻崵鏍箯閿燂拷婵犵數濮甸鏍闯椤栨粌绶ら柣锝呮湰瀹曟煡鏌熼悧鍫熺凡濡楀懏绻濋姀锝嗙【妞ゆ垶鍨瑰Σ鎰版晲婢跺鍘遍梺鏂ユ櫅閸犳艾鈻撻弮鍌滅＜闁圭粯甯楅崑銉╂煛鐏炲墽娲存鐐村笒閳规垿宕遍弴鐐寸€抽梻鍌欐祰濡椼劎绮堟笟鈧弫鍐Ψ閵夛紕绱版繝鐢靛У閼归箖鎮欐繝鍌ゆ富閻庯綆浜濋幑锝嗐亜閿旇娅嶆慨濠冩そ瀹曘劍绻濇惔銏㈡殾婵犵數鍋涘鍫曟偋閺囥垺鍋╅柣鎴ｅГ閸嬪嫮绱掔€ｎ偒鍎ラ柛銈冨€曢埞鎴﹀煡閸℃浠村銈嗘肠閸パ咁槷闂佸搫娲ㄦ导婵嬫偡閹靛啿鐗氶柟鑲╄ˉ閳ь剝灏欓弳妤冪磽閸屾瑧鍔嶆い銊ユ嚇钘濋梻鍫熺〒閺嗭箓鏌熸潏楣冩闁哄懏鎮傞弻銊╂偆閸屾稑顏�

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静电一种纸面示意图知识点

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1

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