2025年高考物理一轮复习：磁场与现代科技.pdfVIP

微专题14磁场与现代科技

目畅口质谱仪的原理和分析

1（）构造：如图所示由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成.

2（）原理：粒子由静止被加速电场加速粒子在磁场中做匀速圆周运动有由

以上两式可得

112/nUqrq2U

颤12（023«如皋期末）质谱仪的原理图如图所示虚线AD上方区域处在垂直纸面向外的匀强

磁场中C、〃间有一荧光屏.同位素离子源产生电荷量相同的离子a、b,a、6无初速度进入加速电场

经同一电压加速后垂直进入磁场a恰好打在荧光屏。点6恰好打在D点.不计离子重力.则（C）

•••4+

-T-OCD

荧光屏

亡I

离子源

A.a、6带负电荷

B.a的质量比6的大

C.a在磁场中的运动速度比6的大

D.a在磁场中的运动时间比6的长

解析：根据左手定则及图中离子偏转方向可知a、8带正电荷故A错误；设离子进入磁场的速

度为力在电场中在磁场中7（4=联立解得由题图知6离子在磁场中运

2rB\1q

动的轨道半径较大a、6为同位素电荷量相同所以6离子的质量大于a离子的质量故B错误；

根据0〃=,巴解得■=、/%力离子的质量大于a离子的质量所以a在磁场中的运动速度比6的

2\m

1

9JXr9J[/77TJI777

大故C正确；周期T=——=—,在磁场中运动的时间均为半个周期即t=-=—,由于6离子

vqB2Bq

的质量大于a离子的质量故6离子在磁场中运动的时间较长故D错误.

类题固法1

1.2（023•宿迁期末）应用质谱仪测定有机化合物分子结构的方法称为质谱法.先在离子化室力中

将有机物气体分子碎裂成两种带正电的离子离子从下方的小孔S飘入电势差为〃的加速电场其初

速度几乎为0,然后经过S沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场中最后打到照相底片。上形成a、

b两条质谱线.则（A）

A.打到a处的离子的比荷小

B.两种离子进入磁场时的速度相同

C.匀强磁场的方向为垂直纸面向里

D.两种离子在磁场中的运动时间相等

解析：粒子在磁场中偏转时有。出=缁所以兄=4=孕=宗户所以比荷大的偏转半径

KqBqBD\lq

小打到a处的离子的比荷小故A正确；粒子在加速电场中加速时有Uq=^mv,获得的速度v=

由于两种带正电的离子比荷不同所以获得速度大小不同故B错误；离子带正电故根据

左手定则可得匀强磁场的方向为垂直纸面向外故C错误；根据周期公式7=学由于两种带正电的

离子比荷不同故周期不同离子在磁场中均运动半个周期故运动时间不同故D错误.