(10分)如图所示是测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图。设法使某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A中,使它受到电子束轰击,失去一个电子变成正一价的分子离子。分

◎ 题目

(10分)如图所示是测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图。设法使某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A中,使它受到电子束轰击,失去一个电子变成正一价的分子离子。分子离子从狭缝s1以很小的速度进入电压为U的加速电场区(初速不计),加速后,再通过狭缝S2、S3、方向垂直于磁场区的界面PQ,方向垂直于磁场区的界面PQ,射入磁感强度为B的匀强磁场。最后,分子离子打到感光片上,形成垂直于纸面而且平行于狭缝s3的细线。若测得细线到狭缝s3的距离为d,试导出分子离子的质量m的表达式。

◎ 答案

◎ 解析


试题分析:以m、q表示离子的质量和电荷量,以v表示郭从狭缝s2射出时的速度,由功能关系可得,
      ①
射入磁场后,在洛伦兹力作用下做圆周运动,由牛顿第二定律可得,
       ②
式中R为圆的半径,感光片上的细黑线到s3缝的距离
          ③
联立①②③解得:           ④
评分标准说明:本题10分,前3式各3分,第四式1分。

◎ 知识点

    专家分析,试题“(10分)如图所示是测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图。设法使某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A中,使它受到电子束轰击,失去一个电子变成正一价的分子离子。分…”主要考查了你对  【带电粒子在匀强磁场中的运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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