Question

【題目】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儀器，如圖所示：從粒子源中放出的質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子(初速為零，重力不計)，經(jīng)電勢差為U的加速電場加速，剛出電場時測得離子束的電流為I，之后從Q處垂直進入一個磁感應(yīng)強度為B的勻強電場，之后打到底片上P處，P、Q兩點距離為R.根據(jù)已知條件可知(　　)

A. 該離子的質(zhì)量為m＝

B. 該離子在磁場中的運動時間為t＝

C. 在離子從Q處進入磁場至到達P的時間內(nèi)，射到底片上的離子數(shù)目為N＝

D. 假如粒子源放出初速為零的氕(H)、氘(H)、氚(H)三種離子，這三種離子會打在底片上三個不同位置

Answer 1

【答案】AD

【解析】

離子經(jīng)加速電場加速，由動能定理：qU=mv2；幾何關(guān)系，r=R/2；聯(lián)立解得：m=，故A正確；離子經(jīng)加速電場加速后，離子在勻強磁場中作勻速圓周運動，由牛頓第二定律，則有：qvB=m；根據(jù)周期為：；離子從S處進入磁場到達P的所用時間為：；又根據(jù)I=；射到照相底片P上的離子數(shù)目為：N=；聯(lián)立上幾式，解得：N=，故BC錯誤；因q=e，由以上幾式，可解得：；經(jīng)同一加速電場后進入同一偏轉(zhuǎn)磁場，離子在磁場運動的半徑與離子的質(zhì)量和電荷量的比值有關(guān)，該質(zhì)譜儀的離子源能放出的氕（H）、氘（H）、氚（H）三種離子的質(zhì)量和電荷量的比值分別為：、、，所以質(zhì)譜儀能將它們分開，故D正確。故選AD。