一台质谱仪的工作原理如图所示，电荷量均为+q、质量为m的离子飘入电压为U0的加速电场，其初速度几乎为零，这些离子经过加速后通过狭缝O沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度大小为B的匀强磁场，最后打在底片上的P点，MN为放置底片的粒子检测区域，P为MN的中点，已知MN=OM=L，QN=L3，不计离子的重力，求：
（1）离子经过加速电场后到达O点时的速度大小；
（2）为使原本打在P点的离子能打在PQ区域，加速电压U的调节范围。
L
3
【答案】（1）离子经过加速电场后到达O点时的速度大小为；
（2）为使原本打在P点的离子能打在PQ区域，加速电压U的调节范围为。
2
q
U
0
m
（2）为使原本打在P点的离子能打在PQ区域，加速电压U的调节范围为
U
0
≤
U
≤
100
81
U
0
【解答】
【点评】
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发布：2024/8/17 1:0:3组卷：24引用：3难度：0.6
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1．如图所示为某质谱仪的构造原理图。现让质量为m、电荷量为q、初速度为零的粒子，经加速电压为U的加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器的平行金属板之间有相互正交的匀强电场和磁感应强度为B1的匀强磁场（图中均未画出）。该粒子恰能沿直线通过，并从平板S上的狭缝P进入磁感应强度为B2、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场中，在磁场中运动一段时间后，最终打在照相底片上的A点。底片厚度可忽略不计，且与平板S重合。空气阻力、粒子所受的重力均忽略不计。求：
（1）带电粒子进入速度选择器时的速率v0；
（2）速度选择器中匀强电场的电场强度的大小E；
（3）照相底片上A点与狭缝P之间的距离L。发布：2024/12/29 16:0:1组卷：275引用：3难度：0.4 -
2．如图所示，一个粒子源S发射出速度不同的各种粒子，经过PQ两板间的速度选择器后仅有甲、乙、丙、丁四种粒子沿平行于纸面的水平直线穿过挡板MN上的小孔O，在MN下方分布着垂直纸面向里的匀强磁场，四种粒子的轨迹如图所示，则下面说法正确的是（ ）发布：2024/12/11 8:0:12组卷：61引用：2难度：0.5 -
3．如图是质谱仪的工作原理示意图，电荷量相同的带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2．平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是（ ）发布：2024/12/29 17:30:1组卷：183引用：7难度：0.7
