速度选择器_.docx

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1、速度选择器_速度选择器原理：在如下图的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B互相垂直，具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，匀速或者讲沿直线通过,所以叫速度选择器。考虑：1.在电、磁场中，若不计重力，则：2.其他条件不变，把粒子改为负电荷，能通过吗？3.电场、磁场方向不变，粒子从右向左运动，能直线通过吗？4.若速度小于这一速度？若速度大于这一速度？例题：10如下图，两平行、正对金属板水平放置，使上面金属板带上一定量正电荷，下面金属板带上等量的负电荷，再在它们之间加上垂直纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子v沿垂直于电场和磁场的方向从两金属板

2、左端中央射入后向上偏转。若带电粒子以初速度所受承力可忽略不计，仍按上述方式将带电粒子射入两板间，为使其向下偏转，下列措施中一定不可行的A仅增大带电粒子射入时的速度B仅增大两金属板所带的电荷量C仅减小粒子所带电荷量D仅改变粒子的电性变式：11.喷墨打印机的简化模型如下图，重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中()A向负极板偏转B电势能逐步增大C运动轨迹是抛物线D运动轨迹与带电量无关质谱仪原理：例题：例1:如下图为质谱仪的原理图，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

3、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：粒子的速度v;速度选择器的电压U2粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R。变式1：例2:质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具.如图5-7所示为质谱仪的原理示意图.现利用这种质谱议对氢元素进行测量.氢元素的各种同位素沉着器A下方的小孔S,无初速度飘入电势差为U的加速电场.加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中.氢的三种同位素最后打在照相底片D上,构成a、b、c三条“质谱线.关于三种同位素进入磁场时速度的排列顺序,和a、b、c三条“质谱线的排列顺序,下列判定正

4、确的是()A进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕B进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氘、氚、氕Ca、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氘、氚、氕BDa、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕变式2：同的铀235和铀238两种离子，如前述情况它们经电场加速后进入磁场中会发生分离，为使者两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠，UU应小于多少？结果用百分数表示，保留两位有效数字。变式2：1.图1是测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图。设法使某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A中，使它遭到电子束轰击，失去一个电子变成正一价的分子离子。分子离子从狭缝s1以很小的速度进入电压为U的加速电场区

5、初速不计，加速后，再通过狭缝s2、s3射入磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面PQ。最后，分子离子打到感光片上，构成垂直于纸面而且平行于狭缝s3的细线。若测得细线到狭缝s3的距离为d1导出分子离子的质量m的表达式。2根据分子离子的质量数M可用揣测有机化合物的构造简式。若某种含C、H和卤素的化合物的M为48，写出其构造简式。3现有某种含C、H和卤素的化合物，测得两个M值，分别为64和66。试讲明原因，并写出它们的构造简式。在揣测有机化合物的构造时，可能用到的含量较多的同位素的质量数如下表：【点拨解疑】1为测定分子离子的质量，该装置用已知的电场和磁场控制其运动，实际的运动现象应能反映分子离子的质量。这里先是电场的加速作用，后是磁场的偏转作用，分别讨论这两个运动应能得到答案。以m、q表示离子的质量电量，以v表示离子从狭缝s2射出时的速度，由功能关系可得qUmv=221射入磁场后，在洛仑兹力作用下做圆周运动，由牛顿定律可得RvmqvB2=式中R为圆的半径。感光片上的细黑线到s3缝的距离d2R解得UdqBm822=2CH3CH2F3从M的数值判定该化合物不可能含Br而只可能含Cl，又由于Cl存在两个含量较多的同位素，即35Cl和37Cl，所以测得题设含C、H和卤素的某有机化合物有两个M值，其对应的分子构造简式为CH3CH235ClM64；CH3CH237ClM66