（14分）飛行時間質(zhì)譜儀可對氣體分子進行分析。如圖所示，在真空狀態(tài)下，脈沖閥P噴出微量氣體，經(jīng)激光照射產(chǎn)生電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子，自a板小孔進入a、b間的加速電場，從b板小孔射出，沿中線方向進入M、N板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū)，到達探測器。已知a、b板間距為d，極板M、N的長度和間距均為L。不計離子重力及進入a板時的初速度。

   （1）當a、b間的電壓為U1，在M、N間加上適當?shù)碾妷篣2，使離子到達探測器。求離

 

子到達探測器的全部飛行時間。

（2）為保證離子不打在極板上，試求U2與U1的關(guān)系。

 

【答案】

（1）（2）

【解析】（1）由動能定理：         （4分）

離子在a、b間的加速度            （2分）

在a、b間運動的時間      （2分）

在MN間運動的時間：      （2分）

離子達到探測器的時間：

                   （3分）

（2）在MN間側(cè)移         （3分）

由，得                           （2分）

本題考查帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)，首先根據(jù)動能定理求得電場力對粒子做的功，由qE=ma，E=U/d可求得加速度表達式，粒子t1時刻的速度即可求出，在MN間粒子做類平拋運動，根據(jù)水平方向勻速直線運動可求得運動時間

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

飛行時間質(zhì)譜儀可對氣體分子進行分析．如圖所示，在真空狀態(tài)下，脈沖閥P噴出微量氣體，經(jīng)激光照射產(chǎn)生電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子，自a板小孔進入a、b間的加速電場（a、b間的電壓為U1），從b板小孔射出，沿中線方向進入M、N板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū)，到達探測器．已知a、b板間距為d，極板M、N的長度和間距均為L．不計離子重力及進入a板時的初速度．則：
（1）在M、N間加上適當?shù)碾妷海闺x子到達探測器．求離子到達探測器的全部飛行時間．
（2）為保證離子不打在極板上，求M、N間的最大偏轉(zhuǎn)電壓U2．
（3）求離子離開偏轉(zhuǎn)控制區(qū)時的最大速率．

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科目：高中物理 來源： 題型：

飛行時間質(zhì)譜儀可對氣體分子進行分析．如圖所示，在真空狀態(tài)下，脈沖閥P噴出微量氣體，經(jīng)激光照射產(chǎn)生電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子，自a板小孔進入a、b間的加速電場，從b板小孔射出，沿中線方向進入M、N板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū)，到達探測器．已知a、b板間距為d，極板M、N的長度和間距均為L．不計離子重力及進入a板時的初速度．（1）當a、b間的電壓為U1，在M、N間加上適當?shù)碾妷篣2，使離子到達探測器．求離子到達探測器的全部飛行時間．
（2）為保證離子不打在極板上，試求U2與U1的關(guān)系．

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科目：高中物理 來源： 題型：

飛行時間質(zhì)譜儀可對氣體分子進行分析。如圖所示，在真空狀態(tài)下，脈沖閥P噴出微量氣體，經(jīng)激光照射產(chǎn)生電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子，自a板小孔進入a、b間的加速電場，從b板小孔射出，沿中線方向進入M、N板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū)，到達探測器。已知a、b板間距為d，極板M、N的長度和間距均為L。不計離子重力及進入a板時的初速度。

   （1）當a、b間的電壓為U1，在M、N間加上適當?shù)碾妷篣2，使離子到達探測器。求離子從a板到達探測器的飛行時間。

   （2）為保證離子不打在極板上，試求U2與U1的關(guān)系。

        
                   
    

			
    

			
    
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				科目：高中物理
				來源：2014屆河北保定祖沖之中學(xué)高二上學(xué)期期中考試物理試卷（解析版）
				題型：計算題
			
    

						
    （14分）飛行時間質(zhì)譜儀可對氣體分子進行分析。如圖所示，在真空狀態(tài)下，脈沖閥P噴出微量氣體，經(jīng)激光照射產(chǎn)生電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子，自a板小孔進入a、b間的加速電場，從b板小孔射出，沿中線方向進入M、N板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū)，到達探測器。已知a、b板間距為d，極板M、N的長度和間距均為L。不計離子重力及進入a板時的初速度。
    


    


    （1）當a、b間的電壓為U1，在M、N間加上適當?shù)碾妷篣2，使離子到達探測器。求離子到達探測器的全部飛行時間。
    


    （2）為保證離子不打在極板上，試求U2與U1的關(guān)系。
    


     
    

			
    

			
    
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