質譜儀被應用于分離同位素，圖（a）是其簡化模型。大量質量m=1.60×10-27kg、電荷量為q=1.60×10-19C的質子，從粒子源A下方以近似速度為0飄入電勢差為U0=450V的加速電場中，從中央位置進入平行板電容器。當平行板電容器不加電壓時，粒子將沿圖中虛線從O點進入磁感應強度B=0.1T的勻強磁場中，經磁場偏轉后打在水平放置的屏上，已知磁場方向垂直紙面向外，電容器極板長度L=6cm,兩極板間寬度d=2cm。現給平行板電容器加上圖（b）所示的偏轉電壓，質子在電容器中運動的時間遠小于電壓變化的周期T，水平屏分布在電容器豎直極板兩側，忽略粒子所受重力和粒子間的相互作用力，求：
（1）質子射出加速電場時速度的大小；
（2）為使質子經偏轉電場后能全部進入磁場，偏轉電壓的最大值Um；
（3）質子打在水平放置的屏上的痕跡長度s。
【考點】與加速電場相結合的質譜儀．
【答案】（1）質子射出加速電場時速度的大小3×105m/s；
（2）為使質子經偏轉電場后能全部進入磁場，偏轉電壓的最大值100V；
（3）質子打在水平放置的屏上的痕跡長度0.02m。
（2）為使質子經偏轉電場后能全部進入磁場，偏轉電壓的最大值100V；
（3）質子打在水平放置的屏上的痕跡長度0.02m。
【解答】
【點評】
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發布：2024/6/27 10:35:59組卷：100引用：3難度：0.5
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1．如圖所示為某質譜儀的構造原理圖。現讓質量為m、電荷量為q、初速度為零的粒子，經加速電壓為U的加速電場加速后，進入速度選擇器。速度選擇器的平行金屬板之間有相互正交的勻強電場和磁感應強度為B1的勻強磁場（圖中均未畫出）。該粒子恰能沿直線通過，并從平板S上的狹縫P進入磁感應強度為B2、方向垂直紙面向外的有界勻強磁場中，在磁場中運動一段時間后，最終打在照相底片上的A點。底片厚度可忽略不計，且與平板S重合。空氣阻力、粒子所受的重力均忽略不計。求：
（1）帶電粒子進入速度選擇器時的速率v0；
（2）速度選擇器中勻強電場的電場強度的大小E；
（3）照相底片上A點與狹縫P之間的距離L。發布：2024/12/29 16:0:1組卷：276引用：3難度：0.4 -
2．如圖所示，一個粒子源S發射出速度不同的各種粒子，經過PQ兩板間的速度選擇器后僅有甲、乙、丙、丁四種粒子沿平行于紙面的水平直線穿過擋板MN上的小孔O，在MN下方分布著垂直紙面向里的勻強磁場，四種粒子的軌跡如圖所示，則下面說法正確的是（ ）發布：2024/12/11 8:0:12組卷：61引用：2難度：0.5 -
3．如圖是質譜儀的工作原理示意圖，電荷量相同的帶電粒子被加速電場加速后，進入速度選擇器．速度選擇器內相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度分別為B和E．平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2．平板S下方有強度為B0的勻強磁場．下列表述正確的是（ ）發布：2024/12/29 17:30:1組卷：183引用：7難度：0.7
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