质谱仪最初由汤姆孙的学生阿斯顿设计的,他用质谱仪发现了氖20和氖22,证实了同位素的存在.现在质谱仪已经是一种十分精密的仪器,是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具.如右图所示是一简化了的质谱仪原理图.边长为L的正方形区域abcd内有相互正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度大小为E,方向竖直向下,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里.有一束带电粒子从ad边的中点O以某一速度沿水平方向向右射入,恰好沿直线运动从bc边的中点e射出(不计粒子间的相互作用力及粒子的重力),撤去磁场后带电粒子束以相同的速度重做实验,发现带电粒子从b点射出,问:
(1)带电粒子带何种电性的电荷?
(2)带电粒子的比荷(即电荷量的数值和质量的比值)多大?
(3)撤去电场后带电粒子束以相同的速度重做实验,则带电粒子将从哪一位置离开磁场,在磁场中运动的时间多少?
高二物理解答题困难题
质谱仪最初由汤姆孙的学生阿斯顿设计的,他用质谱仪发现了氖20和氖22,证实了同位素的存在.现在质谱仪已经是一种十分精密的仪器,是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具.如右图所示是一简化了的质谱仪原理图.边长为L的正方形区域abcd内有相互正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度大小为E,方向竖直向下,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里.有一束带电粒子从ad边的中点O以某一速度沿水平方向向右射入,恰好沿直线运动从bc边的中点e射出(不计粒子间的相互作用力及粒子的重力),撤去磁场后带电粒子束以相同的速度重做实验,发现带电粒子从b点射出,问:
(1)带电粒子带何种电性的电荷?
(2)带电粒子的比荷(即电荷量的数值和质量的比值)多大?
(3)撤去电场后带电粒子束以相同的速度重做实验,则带电粒子将从哪一位置离开磁场,在磁场中运动的时间多少?
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在电磁学发展过程中,许多科学家做出了贡献。下列说法正确的是
A.质谱仪最初是由汤姆生设计的,他用质谱仪发现了氖20和氖22
B.安培提出了“分子电流假说”,很好地解释了磁化、消磁等现象
C.库仑发现了点电荷的相互作用规律,密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值
D.安培发现了磁场对运动电荷的作用规律,洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律
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英国物理学家阿斯顿首次制成了质谱仪,并用它确定了同位素的普遍存在。若两种带电粒子a、b(不计重力)由S1射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列说法中正确的是
A.两种粒子都带负电
B.金属板P1、P2间电场方向水平向左
C.b粒子的速度大于a粒子的速度
D.a粒子的比荷大于b粒子的比荷
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英国物理学家阿斯顿因首次制成质谱仪,并用此对同位素进行了研究,而荣获了1922年的诺贝尔化学奖。如图所示,P1P2两极板间同时存在相互垂直的电场和磁场,氚核和α粒子都沿直线运动,然后射入同一匀强磁场,最终打在照相底片上的C、D两点。已知氚核的质量约为质子的3倍,带正电荷,电荷量为一个元电荷;α粒子即氦原子核,质量约为质子的4倍,带正电荷,电荷量为元电荷的2倍。氚核、α粒子射出电场时的速度分别为、,在磁场中的轨道半径分别为、,不计粒子的重力。则下列说法正确的是
A. :=:
B. :=3:2
C. B2磁场的磁感应强度越大,CD间的距离越小
D. B2磁场的磁感应强度越大,CD间的距离越大
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英国物理学家阿斯顿因首次制成质谱仪,并用此对同位素进行了研究,而荣获了1922年的诺贝尔化学奖。如图所示,P1P2两极板间同时存在相互垂直的电场和磁场,氚核和α粒子都沿直线运动,然后射入同一匀强磁场,最终打在照相底片上的C、D两点。已知氚核的质量约为质子的3倍,带正电荷,电荷量为一个元电荷;α粒子即氦原子核,质量约为质子的4倍,带正电荷,电荷量为元电荷的2倍。氚核、α粒子射出电场时的速度分别为、,在磁场中的轨道半径分别为、,不计粒子的重力。则下列说法正确的是
A. :=:
B. :=3:2
C. B2磁场的磁感应强度越大,CD间的距离越小
D. B2磁场的磁感应强度越大,CD间的距离越大
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英国物理学家阿斯顿因首次制成质谱仪,并用此对同位素进行了研究,而荣获了1922年的诺贝尔化学奖。如图所示,P1P2两极板间同时存在相互垂直的电场和磁场,氚核和α粒子都沿直线运动,然后射入同一匀强磁场,最终打在照相底片上的C、D两点。已知氚核的质量约为质子的3倍,带正电荷,电荷量为一个元电荷;α粒子即氦原子核,质量约为质子的4倍,带正电荷,电荷量为元电荷的2倍。氚核、α粒子射出电场时的速度分别为、,在磁场中的轨道半径分别为、,不计粒子的重力。则下列说法正确的是
A. :=:
B. :=3:2
C. B2磁场的磁感应强度越大,CD间的距离越小
D. B2磁场的磁感应强度越大,CD间的距离越大
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美国科学家阿斯顿发明的质谱仪可以用来鉴别同位素.钠23和钠24互为同位素.现把钠23和钠24的原子核,由静止从同一点放入质谱仪,经过分析可知( )
A.电场力对钠23做功较多
B.钠23在磁场中运动的速度较小
C.钠23和钠24在磁场中运动的半径之比为23:24
D.钠23和钠24在磁场中运动的半径之比为:2
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美国科学家阿斯顿发明的质谱仪可以用来鉴别同位素.钠23和钠24互为同位素.现把钠23和钠24的原子核,由静止从同一点放入质谱仪,经过分析可知( )
A.电场力对钠23做功较多
B.钠23在磁场中运动的速度较小
C.钠23和钠24在磁场中运动的半径之比为23:24
D.钠23和钠24在磁场中运动的半径之比为:2
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(改编)1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖.若速度相同的同一束粒子由左端小孔S0射入质谱仪后,运动轨迹如图实线轨迹所示,不计粒子重力。则下列相关说法中正确的是
A.该束带电粒子带负电
B.速度选择器的P1极板带负电
C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大
D.在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷越小
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1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖.若速度相同的一束粒子由极板间左端射入质谱仪后分裂为a、b、c三束,分别运动到磁场边界的胶片上,它们的运动轨迹如图所示.则下列相关说法中正确的是( )
A. 极板P1带正电
B. a离子的电荷量最大
C. 所有离子从射入到打在胶片上所用时间相等
D. 若a、b、c离子为氢的三种同位素原子核,则c离子为氚核
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