質(zhì)譜儀是一種分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖所示。離子源S產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為q的鉀離子，離子出來(lái)時(shí)速度很小，可視為零。離子經(jīng)過(guò)電勢(shì)差為U的電場(chǎng)加速后，沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，經(jīng)半圓周到達(dá)照相底片上的P點(diǎn)。

(1)求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度；

(2)求P點(diǎn)到入口S1的距離x；

(3)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由于儀器不完善，加速電壓在平均值U附近變化U，求需要以多大相對(duì)精確度U/U維持加速電壓值，才能使鉀39、鉀41的同位素束在照相底片上不發(fā)生覆蓋。

 

【答案】

（1）? （2） ??????? （3）

【解析】

試題分析：（1）電場(chǎng)加速：?? 解得速度：

（2）磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)：??? 軌道半徑

距離x

（3）設(shè)鉀39、鉀41的質(zhì)量分別為m1、m2，根據(jù)（2）問(wèn)軌道半徑得

鉀39在磁場(chǎng)中的最大半徑

鉀41在磁場(chǎng)中的最小半徑

由題意知：即?

=

考點(diǎn)：本題考查質(zhì)譜儀、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

質(zhì)譜儀是一種測(cè)定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具．它的構(gòu)造原理如圖所示，離子源S產(chǎn)生電荷量為q的某種正離子，離子產(chǎn)生時(shí)的速度很小，可以看作是靜止的，離子經(jīng)過(guò)電壓U加速后形成離子流，然后垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，沿著半圓周運(yùn)動(dòng)而到達(dá)記錄它的照相底片P上．實(shí)驗(yàn)測(cè)得，它在P上的位置到入口處S1的距離為a，離子流的電流為I．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）在時(shí)間t內(nèi)到達(dá)照相底片P上的離子的數(shù)目為多少？
（2）單位時(shí)間內(nèi)穿過(guò)入口S1處離子流的能量為多大？
（3）試求這種離子的質(zhì)量m？．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2010?黑龍江模擬）（按題目要求作答，寫出必要的文字說(shuō)明、方程和式重要演算步驟，只寫出最后答案不得分）質(zhì)譜儀是一種十分精密的儀器，是測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具．其基本結(jié)構(gòu)如圖所示，MIV是磁場(chǎng)邊界．質(zhì)量為m電荷量為q的帶電粒子，經(jīng)電勢(shì)差為U的電場(chǎng)加速后，從0點(diǎn)垂直MN邊界進(jìn)人磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，速度方向與磁場(chǎng)方向垂直．最后打在MN邊界上的P點(diǎn)．設(shè)帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度為零且所受重力不計(jì)．
（1）試判斷該粒子帶何種電荷．
（2）求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率． 
（3）求OP間的距離．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

（按題目要求作答，寫出必要的文字說(shuō)明、方程和式重要演算步驟，只寫出最后答案不得分）質(zhì)譜儀是一種十分精密的儀器，是測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具．其基本結(jié)構(gòu)如圖所示，MIV是磁場(chǎng)邊界．質(zhì)量為m電荷量為q的帶電粒子，經(jīng)電勢(shì)差為U的電場(chǎng)加速后，從0點(diǎn)垂直MN邊界進(jìn)人磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，速度方向與磁場(chǎng)方向垂直．最后打在MN邊界上的P點(diǎn)．設(shè)帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度為零且所受重力不計(jì)．
（1）試判斷該粒子帶何種電荷．
（2）求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率． 
（3）求OP間的距離．
精英家教網(wǎng)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：2010年黑龍江省普通高中學(xué)業(yè)水平考試物理試卷（12月份）（解析版） 題型：解答題

（按題目要求作答，寫出必要的文字說(shuō)明、方程和式重要演算步驟，只寫出最后答案不得分）質(zhì)譜儀是一種十分精密的儀器，是測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具．其基本結(jié)構(gòu)如圖所示，MIV是磁場(chǎng)邊界．質(zhì)量為m電荷量為q的帶電粒子，經(jīng)電勢(shì)差為U的電場(chǎng)加速后，從0點(diǎn)垂直MN邊界進(jìn)人磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，速度方向與磁場(chǎng)方向垂直．最后打在MN邊界上的P點(diǎn)．設(shè)帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度為零且所受重力不計(jì)．
（1）試判斷該粒子帶何種電荷．
（2）求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率． 
（3）求OP間的距離．

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案