在某项科研实验中，需要将电离后得到的氢离子(质量为m、电量为+e)和氦离子(质量为4m、电...

在某项科研实验中，需要将电离后得到的氢离子(质量为m、电量为+e)和氦离子(质量为4m、电量为+2e)的混合粒子进行分离。小李同学尝试设计了如图甲所示的方案：首先他设计了一个加速离子的装置，让从离子发生器逸出的离子经过P、Q两平行板间的电场加速获得一定的速度，通过极板上的小孔S后进入Q板右侧的匀强磁场中，经磁场偏转到达磁场边界的不同位置，被离子接收器D接收从而实现分离。P、Q间的电压为U，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，装置放置在真空环境中，不计离子之间的相互作用力及所受的重力，且离子进入加速装置时的速度可忽略不计。求：

（1）氢离子进入磁场时的速度大小；

（2）氢、氦离子在磁场中运动的半径之比，并根据计算结果说明该方案是否能将两种离子分离；

（3）小王同学设计了如图乙所示的另一方案：在Q板右侧空间中将磁场更换为匀强电场，场强大小为E，离子垂直进入电场。请你论证该方案能否将两种离子分离。

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在某项科研实验中，需要将电离后得到的氢离子(质量为m、电量为+e)和氦离子(质量为4m、电量为+2e)的混合粒子进行分离。小李同学尝试设计了如图甲所示的方案：首先他设计了一个加速离子的装置，让从离子发生器逸出的离子经过P、Q两平行板间的电场加速获得一定的速度，通过极板上的小孔S后进入Q板右侧的匀强磁场中，经磁场偏转到达磁场边界的不同位置，被离子接收器D接收从而实现分离。P、Q间的电压为U，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，装置放置在真空环境中，不计离子之间的相互作用力及所受的重力，且离子进入加速装置时的速度可忽略不计。求：

（1）氢离子进入磁场时的速度大小；

（2）氢、氦离子在磁场中运动的半径之比，并根据计算结果说明该方案是否能将两种离子分离；

（3）小王同学设计了如图乙所示的另一方案：在Q板右侧空间中将磁场更换为匀强电场，场强大小为E，离子垂直进入电场。请你论证该方案能否将两种离子分离。

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在某项科研实验中，需要将电离后得到的氢离子(质量为m、电量为+e)和氦离子(质量为4m、电量为+2e)的混合粒子进行分离。小李同学尝试设计了如图甲所示的方案：首先他设计了一个加速离子的装置，让从离子发生器逸出的离子经过P、Q两平行板间的电场加速获得一定的速度，通过极板上的小孔S后进入Q板右侧的匀强磁场中，经磁场偏转到达磁场边界的不同位置，被离子接收器D接收从而实现分离。P、Q间的电压为U，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，装置放置在真空环境中，不计离子之间的相互作用力及所受的重力，且离子进入加速装置时的速度可忽略不计。求：

（1）氢离子进入磁场时的速度大小；

（2）氢、氦离子在磁场中运动的半径之比，并根据计算结果说明该方案是否能将两种离子分离；

（3）小王同学设计了如图乙所示的另一方案：在Q板右侧空间中将磁场更换为匀强电场，场强大小为E，离子垂直进入电场。请你论证该方案能否将两种离子分离。

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如图所示为质谱仪的原理图，A为粒子加速器，电压为U1；B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为B2．今有一质量为m、电量为q的正离子经加速后，恰好通过速度选择器，进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动，求：

（1）粒子的速度v

（2）速度选择器的电压U2

（3）粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R．

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质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具，某实验小组利用质谱仪分析某气体原子的组成，让该中性气体分子进入电离室A，在那里被电离成电子和+1价的正离子，这些离子从电离室缝S1飘出（初速度不计），分2次分别进入电场方向相反的加速电场被加速，然后让离子从缝S2垂直进入匀强磁场，观察发现一部分粒子打在底片上的P点。已知缝S2与P之间的距离为x1＝2.0cm，另外一部分粒子打在底片上的Q点，已知缝S2与Q点间在沿S2P方向上距离为x2＝6.4cm，磁场宽度为d＝30cm，质子的质量为mp，假设中子的质量mn＝mp，且约为电子质量me的1800倍，即mn＝mp＝1800me．则：

(1)正离子质量与电子质量之比；

(2)试确定这种气体原子核内核子数。

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带电粒子进入云室中使气体电离,从而显示其运动轨迹.如图是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹,a和b是轨迹上的两点,匀强磁场B垂直纸面向里,该粒子在运动时,其质量和电量不变,而动能逐渐减少.下列说法正确的是(    )

A.粒子先经过a点,再经过b点

B.粒子先经过b点,再经过a点

C.粒子带负电

D.粒子带正电

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带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹．图是在有匀强磁场云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是(  )

A．粒子先经过a点，再经过b点

B．粒子先经过b点，再经过a点

C．粒子带负电

D．粒子带正电

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实验室需要用电子打击静止在P点的粒子,先让电子在直线加速器中经过电压U加速，再从小孔O沿’方向水平飞出。已知OP的距离为d，OP与的夹角为θ，电子的质量为m，电量为-e，要想电子能打到P点，可在直线加速器左侧加一个垂直于纸面的磁场，求磁感应强度的表达式并说明方向。

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在高能粒子研究中，往往要把一束含有大量质子和粒子的混合粒子分离开，如图初速度可忽略的质子和粒子，经电压为U的电场加速后，进入分离区，如果在分离区使用匀强电场或匀强磁场把粒子进行分离，所加磁场方向垂直纸面向里，所加电场方向竖直向下，则下列可行的方法是（　　　 ）

A．电场和磁场都不可以

B．电场和磁场都可以

C．只能用电场

D．只能用磁场

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