Question

【題目】質譜儀可用來分析同位素，也可以用來分析比質子重很多倍的離子。現在用質譜儀來分析比質子重很多倍的離子，其示意圖如圖所示，其中加速電壓恒定。質子在入口處從靜止開始被加速電場加速，經勻強磁場偏轉后從出口P離開磁場。若某種一價正離子在入口處從靜止開始被同一加速電場加速，為使它經勻強磁場偏轉后仍從P點離開磁場，需將磁感應強度增加到原來的11倍。此離子和質子的質量之比為（）

A.11

B.12

C.144

D.121

Answer 1

【答案】D

【解析】

質量為m，帶電量為q的粒子在質譜儀中運動，則粒子在加速電場中加速運動，設粒子在磁場中運動的速度為v，應用動能定理可得：

解得：

粒子在磁場做勻速圓周運動，洛倫茲力作向心力，則有：

解得：

因為離子和質子從同一出口離開磁場，所以他們在磁場中運動的半徑相等，即為：

所以離子和質子的質量比m離：m質=121；

A．11，與結論不相符，選項A錯誤；

B．12，與結論不相符，選項B錯誤；

C．144，與結論不相符，選項C錯誤；

D．121，與結論相符，選項D正確；