问题
问答题
如图所示为一质谱仪的构造原理示意图，整个装置处于真空环境中，离子源N可释放出质量均为m、电荷量均为q（q＞0）的离子．离子的初速度很小，可忽略不计．离子经S1、S2间电压为U的电场加速后，从狭缝S3进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场中，沿着半圆运动到照相底片上的P点处，测得P到S3的距离为x．求：
（1）离子经电压为U的电场加速后的速度v；
（2）离子的荷质比 （q/m）
答案
（1）离子经S1、S2间电压为U的电场加速，根据动能定理
qU=
mv2 得v=1 2
①2qU m
（2）设离子进入磁场后做匀速圆周运动速率为v，半径为R．
由洛伦兹力提供向心力得，qvB=
②mv2 R
又因 R=
x ③1 2
联立①②③，解得
=q m 8U B2x2
答：（1）离子经电压为U的电场加速后的速度得v=
；2qU m
（2）离子的荷质比
=q m
．8U B2x2