下圖是測量帶電粒子質(zhì)量的儀器工作原理示意圖。設法使某有機化合物的氣態(tài)分子導入圖中所示的容器A中，使它受到電子束轟擊，失去一個電子變成正一價的分子離子。分子離子從狹縫s1以很小的速度進入電壓為U的加速電場區(qū)（初速不計），加速后，再通過狹縫s2、s3射入磁感強度為B的勻強磁場，方向垂直于磁場區(qū)的界面PQ。最后，分子離子打到感光片上，形成垂直于紙面而且平行于狹縫s3的細線。若測得細黑線到狹縫s3的距離為d，導出分子離子的質(zhì)量m的表達式。

 

分子離子的質(zhì)量m的表達式


解析:

求分子離子的質(zhì)量以m、q表示離子的質(zhì)量電量，以v表示離子從狹縫s2射出時的速度，由功能關系可得                  ①

射入磁場后，在洛侖茲力作用下做圓周運動，由牛頓定律可得

                                   ②

式中R為圓的半徑。d為感光片上的細黑線到狹縫s3的距離

解得d＝2R                                     ③

                                   ④

 

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科目：高中物理 來源：黃岡重點作業(yè)　高三物理（下） 題型：038

下圖所示為質(zhì)譜儀的原理示意圖，電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子從靜止開始經(jīng)過電勢差為U的加速電場后進入粒子速度選擇器，選擇器中存在互相垂直的勻強電場和勻強磁場，勻強電場的場強為E，方向水平向右．已知帶電粒子能夠沿直線穿過速度選擇器，從G點垂直MN進入偏轉(zhuǎn)磁場，該偏轉(zhuǎn)磁場是一個以直線MN為邊界、方向垂直紙面向外的勻強磁場．帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場后，最終到達照相底片的H點．可測量出G、H間的距離為l．帶電粒子的重力可忽略不計．求：

(1)粒子從加速電場射出時速度v的大�。�

(2)粒子速度選擇器中勻強磁場的磁感強度的大小和方向．

(3)偏轉(zhuǎn)磁場的磁感強度的大�。�

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