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    如图所示为一种质谱仪的示意图，它由加速电场、静电分析器和磁分析器组成．磁分析器中有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B．带电粒子在辐向电场中运动时，受到的电场力大小处处相等，方向始终指向圆心O．有一个所带电荷量为q质量为m的离子，从加速电场的A处由静止开始，经加速电场加速后，以一定的速度进入静电分析器并沿图中圆弧虚线运动，在P点离开静电分析器进入磁分析器，最终打在乳胶片上的Q点．不计离子重力．若已知加速电场的电势差为U，静电分析器通道的半径为R，圆心在O处．求：
    （1）离子进入静电分析器时速度的大小v；
    （2）均匀辐向电场的场强E；
    （3）PQ之间的距离L．
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    （1）对带电离子，电场力做正功，离子动能增加，
    由动能定理得qU=
    1
    2
    mv2…①
    解得离子进入静电分析器时速度的大小
    v=
    2qU
    m
    …②
    （2）离子以速度v在静电分析器中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，
    由牛顿第二定律得qE=
    mv2
    R
    …③
    联立解得均匀辐向电场的场强E=
    2U
    R
     …④
    （3）离子从P点进入磁分析器后，在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力，
    由牛顿第二定律得qvB=
    mv2
    r
    …⑤
    PQ之间的距离L=2r  …⑥
    联立解得L=
    1
    B
    8mU
    q
    …⑦
    答：（1）离子进入静电分析器时速度的大小
    2qU
    m
    ；
    （2）均匀辐向电场的场强
    2U
    R
    ；
    （3）PQ之间的距离
    1
    B
    8mU
    q
    ．
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    （2013?淮安模拟）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．若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外．一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点．不计粒子重力．下列说法正确的是（　　）

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    （2010?河东区一模）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．若静电分折器通道的半径为R，均匀辐向电场的场强为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（不计重力）．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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    （2011?门头沟区一模）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以及感光胶片组成．很细的静电分析器的圆形通道半径为R处，均匀辐向电场（场强方向指向圆心O）的场强大小为E．磁分析器中有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感强度为B．（带电粒子所受的重力不计）
    （1）为了使位于A处电量为q、质量为m的离子a，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a由P点垂直磁场的边界PQ进入磁分析器后，仍做圆周运动，最终打在乳胶片上的Q点，该点距入射点P多远？
    （3）如果离子b带负电，离子b的比荷（q/m）是离子a比荷的2倍．现只保持加速电场的电压U大小不变，要使从A点由静止出发的离子b能够打在QP的中点O'处，请分析说明加速电场、静电分析器的均匀辐向电场和磁分析器的匀强磁场应该做怎样的调整？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示为一种质谱仪的示意图，由加速电场、静电分析仪和磁分析仪组成．若静电分析仪的通道半径为R，均匀辐向电场沿通道线的场强大小为E，方向如图所示：磁分析仪中有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B．忽略离子的重力，则：
    （1）为了使位于A处的质量为m、电荷量为q的离子，从静止开始经加速电场加速后，沿图中的圆弧虚线通过静电分析仪，加速电场的电压U应为多大？
    （2）离子由P点进入磁分析仪后，最终打在乳胶底片上的Q点，该点离入射点P多远？
    （3）若有一群离子从静止开始通过质谱仪后打在同一点Q，则该群离子有什么共同点？

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    （2008?东城区三模）如图所示为一种质谱仪的示意图，它由加速电场、静电分析器和磁分析器组成．磁分析器中有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B．带电粒子在辐向电场中运动时，受到的电场力大小处处相等，方向始终指向圆心O．有一个所带电荷量为q质量为m的离子，从加速电场的A处由静止开始，经加速电场加速后，以一定的速度进入静电分析器并沿图中圆弧虚线运动，在P点离开静电分析器进入磁分析器，最终打在乳胶片上的Q点．不计离子重力．若已知加速电场的电势差为U，静电分析器通道的半径为R，圆心在O处．求：
    （1）离子进入静电分析器时速度的大小v；
    （2）均匀辐向电场的场强E；
    （3）PQ之间的距离L．

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