问题
问答题
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？
答案
（1）离子在加速电场中做加速运动，根据动能定理，有qU=
mv2①1 2
离子在辐向电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，有qE=m
②v2 R
由①、②式得U=
ER③1 2
（2）离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力，有qvB=m
④v2 r
由②、④得r=
=mv qB 1 B
⑤EmR q
∴
=2r=PQ 2 B
⑥EmR q
（3）由⑥式可知
∞PQ
，说明该群离子必同带正电荷，且具有相同的比荷．m q
答：（1）加速电场的电压U应为
ER；1 2
（2）离子离入射点
=2r=PQ 2 B EmR q
（3）该群离子有什么共同点该群离子必同带正电荷，且具有相同的比荷．