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    图4是测量带电粒子质量的仪器的工作原理示意图.设法使某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A中，使它受到电子束轰击，失去一个电子变为正一价的分子离子.分子离子从狭缝S1以很小的速度进入电压为U的加速电场区（初速不计），加速后，再通过狭缝S2、S3射入磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面PQ.最后，分子离子打到感光片上，形成垂直于纸面且平行于狭缝S3的细线.若测得细线到狭缝S3的距离为d，试导出分子离子的质量m的表达式.

    图4
    以m、e表示离子的质量和电荷量，以v表示离子从狭缝S2射出时的速度，在电场中，由动能定理可得:射入磁场后，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得:式中R为圆的半径，且有:d=2R,解得:
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    相关习题

    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    回旋加速器主体部分是两个D形金属盒。两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，并分别与高频交流电源两极相连接，从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速，如图所示。在粒子质量不变和D形盒外径R固定的情况下，下列说法正确的是（     ）
    A．粒子每次在磁场中偏转的时间随着加速次数的增加而增大
    B．粒子在电场中加速时每次获得的能量相同
    C．增大高频交流的电压，则可以增大粒子最后偏转出D形盒时的动能
    D．将磁感应强度B减小，则可以增大粒子最后偏转出D形盒时的动能

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    下图是质谱仪工作原理的示意图。带电粒子a、b经电压U加速（在A点初速度为零）后，进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动，最后分别打在感光板S上的x1、x2处。图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径，则  
    A．a的质量一定大于b的质量
    B．a的电荷量一定大于b的电荷量
    C．a运动的时间大于b运动的时间
    D．a的比荷大于b的比荷

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    关于回旋加速器加速带电粒子所获的能量（   ）
    A．与加速器的半径有关, 半径越大, 能量越大
    B．与加速器的磁场有关, 磁场越强, 能量越大?
    C．与加速器的电场有关, 电场越强, 能量越大
    D．与带电粒子的质量和电量均有关, 质量和电量越大, 能量越大?

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （10分）质谱仪原理如图，a为粒子加速器电压为u1，b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感强度为B1，板间距离为d，c为偏转分离器，磁感强度为B2，今有一质量为m，电量为+e的电子（不计重力），经加速后，该离子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动，求：
    （1）粒子的速率v
    （2）速度选择器的电压u2
    （3）粒子在B2的磁场中做匀速圆周运动的半径R

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。已知：静电分析器通道的半径为R，均匀辐射电场的场强为E。磁分析器中有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感强度为B。问：（1）为了使位于A处电量为q、质量为m的离子，从静止开始经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，加速电场的电压U应为多大？（2）离子由P点进入磁分析器后，最终打在乳胶片上的Q点，该点距入射点P多远？

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，在某空间建立一坐标xoy，其间充满着x正方向的匀强电场，场强E =2.0V/m和垂直xoy平面向外的匀强磁场，磁感强度B=2.5T。今有一带负电微粒质量 kg，电量q=-5×10-7  C。在该空间恰能做匀速直线运动。求：

    （1）试分析该题中重力可否忽略不计（需通过计算说明）。
    （2）该微粒运动的速度。
    （3）若该微粒飞经y轴的某点M时，突然将磁场撤去而只保留电场，则微粒将再次经过y轴的N点，则微粒从M到N运动的时间为多长，M、N两点间的距离为多大？（图中M、N在坐标上未标出）

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为定值，如果保持电流I恒定，则可以验证UH随B的变化情况．以下说法中正确的（   ）
    A．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面对，UH将变大
    B．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平
    C．在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平
    D．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，UH将发生变化

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （16分）如图所示，平行板电容器上板M带正电，两板间电压恒为U，极板长为（1+）d，板间距离为2d，在两板间有一圆形匀强磁场区域，磁场边界与两板及右侧边缘线相切，P点是磁场边界与下板N的切点，磁场方向垂直于纸面向里，现有一带电微粒从板的左侧进入磁场，若微粒从两板的正中间以大小为v0水平速度进入板间电场，恰做匀速直线运动，经圆形磁场偏转后打在P点。

    （1）判断微粒的带电性质并求其电荷量与质量的比值；
    （2）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；
    （3）若带电微粒从M板左侧边缘沿正对磁场圆心的方向射入板间电场，要使微粒不与两板相碰并从极板左侧射出，求微粒入射速度的大小范围。

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