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如圖是測量帶電粒子質量的儀器工作原理示意圖。設法使某有機化合物的氣態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（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。若測得細線到狹縫s₃的距離為d，試導出分子離子的質量m的表達式。

解：以m、q表示離子的質量電量，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。感光片上的細黑線到s₃縫的距離d＝2R ③
解得

④

練習冊系列答案

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（2009?遵義模擬）質譜儀是測量帶電粒子的質量和分析同位素的重要工具．如圖所示為質譜儀的原理示意圖．現利用這種質譜議對氫元素進行測量．氫元素的各種同位素從容器A下方的小孔S，無初速度飄入電勢差為U的加速電場．加速后垂直進入磁感強度為B的勻強磁場中．氫的三種同位素最后打在照相底片D上，形成a、b、c三條”質譜線”．關于三種同位素進入磁場時速度的排列順序，和a、b、c三條“質譜線”的排列順序，下列判斷正確的是（　　）

A．進入磁場時速度從大到小排列的順序是氚、氘、氕

B．進入磁場時速度從大到小排列的順序是氘、氚、氕

C．a、b、c三條質譜線依次排列的順序是氘、氚、氕

D．a、b、c三條質譜線依次排列的順序是氚、氘、氕

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質譜儀是測量帶電粒子的質量和分析同位素的重要工具．如圖所示為一種質譜儀的示意圖．已知離子的質量為m，帶電量為q，重力不計．速度選擇器其中電場強度為E，勻強磁場磁感應強度為B₁．
（1）為了使離子從靜止開始經加速電場后沿直線穿過速度選擇器，加速電壓U應多大？
（2）離子進入勻強磁場區域B₂后，要使離子打在乳膠底片上的位置距離射入點O的距離為L，B₂應為多大？
（3）離子在勻強磁場區域B₂中運動的時間多長？

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科目：高中物理 來源： 題型：

質譜儀是測量帶電粒子的質量和分析同位素的重要工具．如圖所示為質譜儀的原理示意圖．現利用這種質譜儀對氫元素進行測量．氫元素的各種同位素從容器A下方的小孔S無初速度飄入電勢差為U的加速電場．加速后垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場中．氫的三種同位素氕、氘、氚的電量之比為1：1：1，質量之比為1：2：3，它們最后打在照相底片D上，形成a、b、c三條“質譜線”．關于三種同位素進入磁場時速度大小的排列順序和a、b、c三條“質譜線”的排列順序，下列判斷正確的是（　�。�

A．進入磁場時速度從大到小排列的順序是氚、氘、氕

B．進入磁場時速度從大到小排列的順序是氕、氘、氚

C．a、b、c三條質譜線依次排列的順序是氕、氘、氚

D．a、b、c三條質譜線依次排列的順序是氚、氘、氕

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科目：高中物理 來源： 題型：

質譜儀是測量帶電粒子的質量和分析同位素的重要工具．如圖所示為質譜儀的原理示意圖．現利用這種質譜議對氫元素進行測量．氫元素的各種同位素從容器A下方的小孔S無初速度飄入電勢差為U的加速電場．加速后垂直進入磁感強度為B的勻強磁場中．氫的三種同位素最后打在照相底片D上，形成a，b，c三條“質譜線”．關于三種同位素進入磁場時速度的排列順序以及a，b，c三條“質譜線”的排列順序，下列判斷正確的是（　　）

A．進入磁場時速度從大到小排列的順序是氕、氘、氚

B．進入磁場時速度從大到小排列的順序是氚、氘、氕

C．a，b，c三條質譜線依次排列的順序是氕，氘、氚

D．a，b，c三條質譜線依次排列的順序是氚、氘、氕

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2010?黑龍江模擬）（按題目要求作答，寫出必要的文字說明、方程和式重要演算步驟，只寫出最后答案不得分）質譜儀是一種十分精密的儀器，是測量帶電粒子的質量和分析同位素的重要工具．其基本結構如圖所示，MIV是磁場邊界．質量為m電荷量為q的帶電粒子，經電勢差為U的電場加速后，從0點垂直MN邊界進人磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強磁場，速度方向與磁場方向垂直．最后打在MN邊界上的P點．設帶電粒子進入電場時的初速度為零且所受重力不計．
（1）試判斷該粒子帶何種電荷．
（2）求粒子進入磁場時的速率．
（3）求OP間的距離．

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