質(zhì)譜儀是一種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)生質(zhì)量為m、電荷量為q的鉀離子,離子出來(lái)時(shí)速度很小,可視為零。離子經(jīng)過(guò)電勢(shì)差為U的電場(chǎng)加速后,沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),經(jīng)半圓周到達(dá)照相底片上的P點(diǎn)。

(1)求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度
(2)求P點(diǎn)到入口S1的距離x;
(3)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由于儀器不完善,加速電壓在平均值U附近變化U,求需要以多大相對(duì)精確度U/U維持加速電壓值,才能使鉀39、鉀41的同位素束在照相底片上不發(fā)生覆蓋。
(1) (2)         (3)

試題分析:(1)電場(chǎng)加速:  解得速度:
(2)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn):   軌道半徑
距離x
(3)設(shè)鉀39、鉀41的質(zhì)量分別為m1、m2,根據(jù)(2)問(wèn)軌道半徑
鉀39在磁場(chǎng)中的最大半徑
鉀41在磁場(chǎng)中的最小半徑
由題意知:即 
=
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如果運(yùn)動(dòng)電荷除磁場(chǎng)力外不受其他任何力的作用,則帶電粒子在磁場(chǎng)中作下列運(yùn)動(dòng)可能成立的是(  )
A.勻速直線運(yùn)動(dòng)B.勻變速直線運(yùn)動(dòng)
C.平拋運(yùn)動(dòng)D.勻變速曲線運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示的平行板器件中.電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B相互垂直,具有不同水平速度的帶電粒子從P孔射入后發(fā)生偏轉(zhuǎn)的情況不同.利用這種裝置能把具有某一特定速度的粒子選擇出來(lái),所以叫做速度選擇器.若正離子(不計(jì)重力)以水平速度v=
E
B
射入速度選擇器,則( 。
A.正離子從P孔射入后,能沿著圖示虛線路徑通過(guò)速度選擇器
B.正離子從Q孔射入后,能沿著圖示虛線路徑通過(guò)速度選擇器
C.僅改變離子的電性,負(fù)離子從P孔射入后,不能沿圖示虛線路徑通過(guò)速度選擇器
D.僅改變離子的電量,正離子從P孔射入后,不能沿圖示虛線路徑通過(guò)速度選擇器

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

圖甲是回旋加速器的示意圖,其核心部分是兩個(gè)“D”形金屬盒,在加速帶電粒子時(shí),兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,并分別與高頻電源兩極相連。帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能Ek隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示,若忽略帶電粒子在電場(chǎng)中的加速時(shí)間,則下列說(shuō)法正確的是

A.在Ek—t圖中應(yīng)有(t2-t1)>(t3-t2)>(t4-t3)>……(tn-tn-1
B.高頻電源的變化周期應(yīng)該等于tn-tn-1
C.要使粒子獲得的最大動(dòng)能增大,可以增大“D”形盒的半徑
D.在磁感應(yīng)強(qiáng)度B、“D”形盒半徑R、粒子的質(zhì)量m及其電荷量q不變的情況下,粒子的加速次數(shù)越多,粒子的最大動(dòng)能一定越大

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

某一回旋加速器,兩半圓形金屬盒的半徑為R,它們之間的電壓為U,所處的磁場(chǎng)的感應(yīng)強(qiáng)度為B,帶電粒子的質(zhì)量為m,電荷量為q,則帶電粒子所能獲得的最大動(dòng)能為_(kāi)_________

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器,其原理如下圖所示,這臺(tái)加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成,其間留有空隙.下列說(shuō)法正確的是
A.離子從D形盒之間空隙的電場(chǎng)中獲得能量
B.回旋加速器只能用來(lái)加速正離子
C.離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期是加速交變電壓周期的一半
D.離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期與加速交變電壓周期相等

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

關(guān)于回旋加速器,下述說(shuō)法中不正確是
A.電場(chǎng)的作用是使帶電粒子加速,動(dòng)能增大
B.電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替使帶電粒子加速
C.磁場(chǎng)的作用是使帶電粒子在磁場(chǎng)中回旋,獲得多次被加速的機(jī)會(huì)
D.D形盒的半徑越大,射出的帶電粒子獲得的能量越多

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖,用回旋加速器來(lái)加速帶電粒子,以下說(shuō)法正確的是
A.圖中加速器出口射出的是帶正電粒子
B.D形盒的狹縫間所加的電壓必是交變電壓
C.強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子做功,使其動(dòng)能增大
D.粒子在加速器中的半徑越大,周期越長(zhǎng)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(8分)如圖所示,回旋加速器的半徑為R,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,高頻電場(chǎng)的電壓為U,S0為粒子源,S’為引出口.若被加速的粒子質(zhì)量為m,電荷量為q,設(shè)帶電粒子質(zhì)量不變,且不考慮粒子從粒子源射出時(shí)的能量.問(wèn):
(1)外加電場(chǎng)的變化周期為多少?
(2)粒子從加速器中射出時(shí)的能量為多少?
(3)粒子以加速器中被加速的時(shí)間共為多少?

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