質(zhì)譜儀是一種分離和檢測(cè)同位素的重要工具，其結(jié)構(gòu)原理如圖所示。區(qū)域Ⅰ為粒子加速器，加速電壓為U1；區(qū)域Ⅱ?yàn)樗俣冗x擇器，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1，方向垂直紙面向里，電場(chǎng)方向水平向左，板間距離為d；區(qū)域Ⅲ為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2，方向垂直紙面向里。一質(zhì)量為m,電荷量為+q的粒子，初速度為零，經(jīng)粒子加速器加速后，恰能沿直線通過(guò)速度選擇器，由O點(diǎn)沿垂直于邊界MN的方向進(jìn)入分離器后打在MN上的P點(diǎn)?？諝庾枇?、粒子重力及粒子間相互作用力均忽略不計(jì)。
（1）求粒子進(jìn)入速度選擇器時(shí)的速度大小v；
（2）求速度選擇器兩極板間的電壓U2；
（3）19世紀(jì)末，阿斯頓設(shè)計(jì)的質(zhì)譜儀只由區(qū)域Ⅰ粒子加速器和區(qū)域Ⅲ偏轉(zhuǎn)分離器構(gòu)成，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了氖22和氖20兩種同位素粒子（兩種粒子電荷量相同、質(zhì)量不同），他們分別打在MN上相距為ΔL的兩點(diǎn)。為便于觀測(cè)，ΔL的數(shù)值大一些為宜。不計(jì)粒子從區(qū)域Ⅰ的上極板飄入時(shí)的初速度，請(qǐng)通過(guò)計(jì)算分析為了便于觀測(cè)應(yīng)采取哪些措施。
【考點(diǎn)】與速度選擇器相結(jié)合的質(zhì)譜儀；從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場(chǎng)中的問(wèn)題；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)．
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：93引用：1難度：0.5
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1．質(zhì)譜儀的基本構(gòu)造如圖所示。質(zhì)量為m （待測(cè)的）、帶電量為q的離子束由靜止經(jīng)加速電場(chǎng)后，進(jìn)入速度選擇器，速度選擇器中有相互垂直的電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，之后進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B′的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
（1）若該離子的偏轉(zhuǎn)距離為l,求離子的質(zhì)量m；
（2）求加速電場(chǎng)的電壓；
（3）在一次實(shí)驗(yàn)中16O離子的偏轉(zhuǎn)距離為29.20cm,另一種帶電量相同的氧的同位素離子的偏轉(zhuǎn)距離為32.86cm。已知16O離子的質(zhì)量為16.00u（u為原子質(zhì)量單位），求另一種同位素離子的質(zhì)量（保留兩位小數(shù)，用原子質(zhì)量單位u表示）。發(fā)布：2024/11/7 8:0:2組卷：49引用：2難度：0.5 -
2．如圖為質(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(kāi)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，選擇器中存在相互垂直的勻強(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ν的大小．
（2）粒子速度選擇器中勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小和方向．
（3）偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大?。?/h2>發(fā)布：2024/9/14 5:0:10組卷：366引用：19難度：0.5 -
3．甲、乙、丙、丁四幅圖分別是回旋加速器、磁流體發(fā)電機(jī)、速度選擇器、霍爾元件的結(jié)構(gòu)示意圖，圖丁中元件的導(dǎo)電粒子是自由電子。下列說(shuō)法中正確的是（ ）
發(fā)布：2024/9/29 0:0:1組卷：166引用：2難度：0.5
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