如图所示，A容器为粒子源，质量均为m，电量不同的带正电的粒子从狭缝S1“飘”(速度忽略不计...

如图所示，A容器为粒子源，质量均为m，电量不同的带正电的粒子从狭缝S1“飘”

(速度忽略不计)进电压为U的加速电场，经加速电场加速后了从狭缝S2射出，再从圆形有界磁场的C点，沿圆的半径方向垂直磁场进人磁场，粒子经磁场偏转后刚好全部打在圆弧型屏MN上，圆弧屏的圆心与磁场边界圆的圆心重合，磁场边界圆的半径为R, 圆弧屏的半径为2R，圆弧屏的上、下端刚好与磁场的上、下端在同一水平线上，磁场的磁感应强度为B, 粒子的重力忽略不计.试求:

(1)打在屏上的粒子的最大电量与最小电量之比;

(2)要使打在M点的粒子能打在N点，需要将加速电场的电

压增大为多少?或是将磁场的磁感应强度减小为多少?

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如图所示，电量和质量都相同的带正电粒子分别以不同的初速度水平通过A、B两板间的加速电场后飞出，不计重力的作用，则（　　 ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A. 它们通过加速电场所需的时间相等

B. 它们通过加速电场过程中动能的增量相等

C. 它们通过加速电场过程中动量的增量相等

D. 它们通过加速电场过程中电势能的减少量相等

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容器A中装有大量的质量、电量不同但均带正电的粒子，粒子从容器下方的小孔不断飘入加速电场（初速度可视为零）做直线运动通过小孔后，从两平行板中央垂直电场方向射入偏转电场。粒子通过平行板后垂直磁场方向进入磁感应强度为B，方向垂直向里的匀强磁场区域，最后打在感光片上，如图所示。已知加速场、间的加速电压为U，偏转电场极板长为L，两板间距也为L，板间匀强电场强度，方向水平向左（忽略板间外的电场），平行板的下端与磁场边界ab相交为p，在边界pb上固定放置感光片。测得从容器A中逸出的所有粒子均打在感光片P、Q之间，且Q距P的长度为3L，不考虑粒子所受重力与粒子间的相互作用，求：

（1）粒子射入磁场时，其速度方向与边界ab间的夹角；

（2）射到感光片Q处的粒子的比荷（电荷量与质量之比）；

（3）粒子在磁场中运动的最短时间。

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如图所示为质谱仪的构造原理图，它是一种分离和检测不同同位素的重要工具。质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素。现让待测的不同带电粒子经加速电场后进入速度选择器，速度选择器的平行金属板之间有相互正交的匀强磁场和匀强电场（图中未画出），磁感应强度为B，电场强度为E。金属板靠近平板S，在平板S上有可让粒子通过的狭缝P，带电粒子经过速度选择器后，立即从P点沿垂直平板S且垂直于磁场方向的速度进入磁感应强度为B0、并以平板S为边界的有界匀强磁场中，在磁场中偏转后打在记录它的照相底片上，底片厚度可忽略不计，且与平板S重合。根据粒子打在底片上的位置，便可以对它的比荷（电荷量与质量之比）情况进行分析。在下面的讨论中，磁感应强度为B0的匀强磁场区域足够大，空气阻力、带电粒子所受的重力及它们之间的相互作用力均可忽略不计。

（1）带电粒子通过狭缝P时的速度大小v；

（2）不同的带电粒子经加速电场加速后可获得不同的速率，这些粒子进入速度选择器后，要想使通过狭缝P的带电粒子速度大一些，应怎样调整速度选择器的电场强度E和磁感应强度B的大小；

（3）若用这个质谱仪分别观测氢的两种同位素离子（1H和2H），它们分别打在照相底片上相距为d1的两点；若用这个质谱仪相同条件下再分别观测碳的两种同位素离子（12C和14C），它们分别打在照相底片上相距为d2的两点。请通过计算说明，d1与d2的大小关系；

（4）若氢的两种同位素离子（所带电荷量为e）的质量分别为m1和m2，且已知m1>m2，它们同时从加速电场射出。试分析说明这两种粒子哪一种先到达照相底片，并求出它们到达照相底片上的时间差Δt。

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质谱仪是一种测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图，离子源A产生电荷量相同而质量不同的离子束（初速度可视为零），从狭缝S1进入电场，经电压为U的加速电场加速后，再通过狭缝S2从小孔垂直MN射入圆形匀强磁场。该匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外，半径为R，磁场边界与直线MN相切E为切点。离子离开磁场最终到达感光底片MN上，设离子电荷量为g，到达感光底片上的点与E点的距离为x，不计重力，可以判断（　　）

A. 离子束带负电

B. x越大，则离子的比荷一定越大

C. 到达处的离子在匀强磁场运动时间为

D. 到达处的离子质量为

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质谱仪是一种测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图，离子源A产生电荷量相同而质量不同的离子束（初速度可视为零），从狭缝S1进入电场，经电压为U的加速电场加速后，再通过狭缝S2从小孔垂直MN射入圆形匀强磁场。该匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外，半径为R，磁场边界与直线MN相切E为切点。离子离开磁场最终到达感光底片MN上，设离子电荷量为g，到达感光底片上的点与E点的距离为x，不计重力，可以判断（　　）

A. 离子束带负电

B. x越大，则离子的比荷一定越大

C. 到达处的离子在匀强磁场运动时间为

D. 到达处的离子质量为

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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，离子源可释放出质量相等、电荷量均为的离子．离子的初速度很小，可忽略不计．离子经、间电压为的电场加速后，从狭缝进入磁感应强度大小为、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点处，测得到的距离为．求：

（）离子经电压为的电场加速后的动能；

（）离子在磁场中运动时的动量大小；

（）离子的质量．

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如图所示，一个质量为m，电量为q的带正电的粒子（不计重力），从静止开始经电压U加速后，沿水平方向进入一宽度为L的区域中，当在该区域内同时施加垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场时，粒子恰好沿水平方向做直线运动，从O点射出该区域的右边界；若去掉电场只保留磁场，该粒子仍从静止经电压U加速后沿水平方向进入这一区域，恰好从C点射出该区域的右边界，且。

（1）求磁场的磁感应强度B的大小；

（2）如果去掉磁场只保留电场，该粒子仍从静止经电压U加速后沿水平方向进入这一区域，粒子在该区域右边界的射出点离O点的距离为多少?

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