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質譜儀是一種測定帶電粒子質量和分析同位素的重要工具，它的構造原理如圖所示，離子源S可以發(fā)出各種不同的正離子束，離子從S出來時速度很小，可以看作是靜止的，離子經過加速電場加速后垂直進入有界勻強磁場（圖中線框所示），并沿著半圓周運動而到達照像底片上的P點，測得P點到入口處S的距離為x?（　　）
A．?若離子束不是同位素，則x越大，離子質量一定越大?
B．?若離子束是同位素，則x越大，而離子質量一定越小?
C．?只要x相同，則離子質量一定相同?
D．?只要x相同，則離子荷質比一定相同
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A、離子在電場加速過程，根據(jù)動能定理得，qU=
1
2
mv2，得v=
2qU
m
．
在磁場中做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力，則有  qvB=m
v2
r
得，r=
mv
qB
=
1
B
2mU
q
．則x=2r=
2
B
2mU
q
．
若離子束不是同位素，q不相同，x越大對應的離子質量不一定越大．故A錯誤．
B、由上式知，若離子束是同位素，則x越大，而離子質量一定越大．故B錯誤．
C、D由上式知，只要x相同，對應的離子的比荷
q
m
一定相等．故C錯誤，D正確．
故選D．
練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

質譜儀是一種測定帶電粒子質量和分析同位素的重要工具，它的構造原理如圖所示，離子源S產生的各種不同正離子束（電量為q，速度可看作為零），經加速電場電壓U加速后垂直進入有界勻強磁場，到達記錄它的照相底片P上，設離子在P上的位置到入口處S1的距離為x，不計離子重力，則下列說法正確的是（　�。�

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質譜儀是一種測定帶電粒子質量和分析同位素的重要工具．它的構造原理如圖所示，離子源S產生帶電量為q的某種正離子，離子射出時的速度很小，可以看作是靜止的，離子經過電壓U加速后形成離子束流，然后垂直于磁場方向進入磁感應強度為B的勻強磁場，沿著半圓周運動而到達記錄它的照相底片P上．實驗測得：它在P上的位置到入口處S1的距離為a，離子束流的電流為I．請回答下列問題：
（1）在時間t內射到照相底片P上的離子的數(shù)目為多少？
（2）單位時間穿過入口處S1離子束流的能量為多少？
（3）試證明這種離子的質量為m=
qB28U
a2．

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質譜儀是一種測定帶電粒子質量或分析同位素的重要設備，它的構造原理如圖所示．離子源S產生的各種不同正離子束（速度可視為零），經MN間的加速電壓U加速后從小孔S1垂直于磁感線進入勻強磁場，運轉半周后到達照相底片上的P點．設P到S1的距離為x，則（　�。�

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