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質譜儀是一種測定帶電粒子質量和分析同位素的重要工具，它的構造原理如圖2-1所示.離子源S產生質量為m、電量為q的正離子，離子產生出來時速度很小，可以看作速度為零.產生的離子經過電壓U加速，進入磁感強度為B的勻強磁場，沿著半圓周運動，到達記錄它的照相底片上的P點.測得P點到入口處

的距離為x.試求離子的質量m.?

圖2－1

解析：離子的質量m是不能直接測量的，但通過離子在磁場中的偏轉而轉化為距離進行測量.當離子在電場中加速時應用動能定理可得?

當離子在磁場中偏轉時應用牛頓定律可得?

由上述二式求得.?

練習冊系列答案

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科目：高中物理 來源： 題型：

質譜儀是一種測定帶電粒子質量和分析同位素的重要工具，它的構造原理如圖所示，離子源S產生的各種不同正離子束（電量為q，速度可看作為零），經加速電場電壓U加速后垂直進入有界勻強磁場，到達記錄它的照相底片P上，設離子在P上的位置到入口處S₁的距離為x，不計離子重力，則下列說法正確的是（　�。�

A．若離子束是同位素，則x越大，離子質量越大

B．若離子束是同位素，則x越大，離子質量越小

C．只要x相同，則離子質量一定相同

D．只要x相同，則離子的比荷一定相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

質譜儀是一種測定帶電粒子質量和分析同位素的重要工具．它的構造原理如圖所示，離子源S產生帶電量為q的某種正離子，離子射出時的速度很小，可以看作是靜止的，離子經過電壓U加速后形成離子束流，然后垂直于磁場方向進入磁感應強度為B的勻強磁場，沿著半圓周運動而到達記錄它的照相底片P上．實驗測得：它在P上的位置到入口處S₁的距離為a，離子束流的電流為I．請回答下列問題：
（1）在時間t內射到照相底片P上的離子的數目為多少？
（2）單位時間穿過入口處S₁離子束流的能量為多少？
（3）試證明這種離子的質量為m=

qB2

a2．

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