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（8分）質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖所示．離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束(速度可看作為零)，經(jīng)加速電場(加速電場極板間的距離為d、電勢差為U)加速，然后垂直進入磁感應(yīng)強度為B的有界勻強磁場中做勻速圓周運動，最后到達記錄它的照相底片P上．設(shè)離子在P上的位置與入口處S₁之間的距離為x。

(1)求該離子的荷質(zhì)比

．
(2)若離子源產(chǎn)生的是帶電量為q、質(zhì)量為m₁和m₂的同位素離子(m₁>m₂)，它們分別到達照相底片上的P₁、P₂位置(圖中末畫出)，求P₁、P₂間的距離△x。

（1）

(2)

試題分析：(1)離子在電場中加速，由動能定理得

①
離子在磁場中做勻速圓周運動，由牛頓第二定律得：

②
由①②式可得：

④
(2)由①②式可得粒子m₁在磁場中的運動半徑是r₁，則：

⑤
對離子m₂，同理得

⑥
∴照相底片上P₁、P₂間的距離：

⑦

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相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在虛線所包圍的圓形區(qū)域內(nèi)，有方向垂直于圓面向里的勻強磁場，從磁場邊緣的A點沿半徑方向射入一束速率不同的質(zhì)子，這些粒子在磁場里運動的過程中，下列結(jié)論中正確的是（　�。�

A．運動時間越長的，其軌跡越長

B．運動時間越短的，射出磁場的速率越小

C．在磁場中偏轉(zhuǎn)越小的，運動時間越短

D．所有質(zhì)子在磁場里運動時間均相等

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，區(qū)域Ⅰ內(nèi)有與水平方向成45°角的勻強電場E₁，區(qū)域?qū)挾葹閐₁，區(qū)域Ⅱ內(nèi)有正交的有界勻強磁場B和勻強電場E₂，區(qū)域?qū)挾葹閐₂，磁場方向垂直紙面向里，電場方向豎直向下．一質(zhì)量為m、帶電量為q的微粒在區(qū)域Ⅰ左邊界的P點，由靜止釋放后水平向右做直線運動，進入?yún)^(qū)域Ⅱ后做勻速圓周運動，從區(qū)域Ⅱ右邊界上的Q點穿出，其速度方向改變了60°，重力加速度為g，求：
（1）區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅱ內(nèi)勻強電場的電場強度E₁、E₂的大�。�
（2）區(qū)域Ⅱ內(nèi)勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大小．
（3）微粒從P運動到Q的時間有多長？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示為一種改進后的回旋加速器示意圖．半徑為R的兩個中空D形盒，處于垂直于盒面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中．兩D形盒左端狹縫處放置一場強恒定的加速電場．帶電粒子從P₀處以速度v₀沿電場線方向射入加速電場，經(jīng)加速后再進入D形盒中的勻強磁場做勻速圓周運動，接著又從P₀處進入A、C板間，如此反復(fù)，最后從D形盒右側(cè)的邊緣飛出．對于這種改進后的回旋加速器，帶電粒子每運動一周被加速______次．若被加速的帶電粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，則粒子的最大速度v_m=______．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

關(guān)于回旋粒子加速器，下列說法正確的是（　　）
①加速器中的電場和磁場都可以使帶電粒子加速
②加速器的半徑越大粒子從加速器射出時能量越大
⑨加速電場的電壓越大粒子從加速器射出時能量越大
④加速器中的磁感強度越大粒子從加速器射出時能量越大．

A．①②

B．①③

C．②③

D．②④

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示為質(zhì)譜儀測定帶電粒子質(zhì)量的裝置的示意圖。速度選擇器（也稱濾速器）中場強E的方向豎直向下，磁感應(yīng)強度B₁的方向垂直紙面向里，分離器中磁感應(yīng)強度B₂的方向垂直紙面向外。在S處有甲、乙、丙、丁四個一價正離子垂直于E和B₁入射到速度選擇器中，若m_甲=m_乙<m_丙=m_丁，v_甲<v_乙=v_丙<v_丁，在不計重力的情況下，則分別打在P₁、P₂、P₃、P₄四點的離子分別是（）

A．甲、乙、丙、丁	B．甲、丁、乙、丙
C．丙、丁、乙、甲	D．甲、乙、丁、丙

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

圖甲是用來加速帶電粒子的回旋加速器的示意圖，其核心部分是兩個D形金屬盒，在加速帶電粒子時，兩金屬盒置于勻強磁場中，并分別與高頻電源相連．帶電粒子在運動中的動能E_k隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，若忽略帶電粒子在電場中的加速時間，則下列判斷正確的是( )

A．從E_k-t圖可知，要想粒子獲得的最大動能越大，則要求D形盒的面積也越大

B．在E_k-t圖中應(yīng)有t₄-t₃=t₃-t₂=t₂-t₁

C．高頻電源的變化周期應(yīng)該等于t_n-t_n-1

D．從E_k-t圖可知，粒子加速次數(shù)越多，粒子的最大動能一定越大

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示為一種獲得高能粒子的裝置，環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度大小可調(diào)的均勻磁場（環(huán)形區(qū)域的寬度非常�。�。質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子可在環(huán)中做半徑為R的圓周運動。A、B為兩塊中心開有小孔的距離很近的極板，原來電勢均為零，每當帶電粒子經(jīng)過A板準備進入AB之間時，A板電勢升高為+U，B板電勢仍保持為零，粒子在兩板間的電場中得到加速。每當粒子離開B板時，A板電勢又降為零。粒子在電場中一次次加速下動能不斷增大，而在環(huán)形磁場中繞行半徑R不變。（設(shè)極板間距遠小于R）下列說法正確的是