下圖是測(cè)量帶電粒子質(zhì)量的儀器工作原理示意圖。設(shè)法使某有機(jī)化合物的氣態(tài)分子導(dǎo)入圖中所示的容器A中，使它受到電子束轟擊，失去一個(gè)電子變成正一價(jià)的分子離子。分子離子從狹縫s1以很小的速度進(jìn)入電壓為U的加速電場(chǎng)區(qū)（初速不計(jì)），加速后，再通過(guò)狹縫s2、s3射入磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于磁場(chǎng)區(qū)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(xì)線。若測(cè)得細(xì)黑線到狹縫s3的距離為d，導(dǎo)出分子離子的質(zhì)量m的表達(dá)式。

 

分子離子的質(zhì)量m的表達(dá)式


解析:

求分子離子的質(zhì)量以m、q表示離子的質(zhì)量電量，以v表示離子從狹縫s2射出時(shí)的速度，由功能關(guān)系可得                  ①

射入磁場(chǎng)后，在洛侖茲力作用下做圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓定律可得

                                   ②

式中R為圓的半徑。d為感光片上的細(xì)黑線到狹縫s3的距離

解得d＝2R                                     ③

                                   ④

 

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科目：高中物理 來(lái)源：黃岡重點(diǎn)作業(yè)　高三物理（下） 題型：038

下圖所示為質(zhì)譜儀的原理示意圖，電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子從靜止開始經(jīng)過(guò)電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)后進(jìn)入粒子速度選擇器，選擇器中存在互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E，方向水平向右．已知帶電粒子能夠沿直線穿過(guò)速度選擇器，從G點(diǎn)垂直MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是一個(gè)以直線MN為邊界、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后，最終到達(dá)照相底片的H點(diǎn)．可測(cè)量出G、H間的距離為l．帶電粒子的重力可忽略不計(jì)．求：

(1)粒子從加速電場(chǎng)射出時(shí)速度v的大�。�

(2)粒子速度選擇器中勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度的大小和方向．

(3)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度的大�。�

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