質譜儀是一種測量帶電粒子質量和分析同位素的重要工具，它的構造原理如圖，離子源A產生電荷量相同而質量不同的離子束...
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問題詳情：
質譜儀是一種測量帶電粒子質量和分析同位素的重要工具，它的構造原理如圖，離子源A產生電荷量相同而質量不同的離子束（初速度可視為零），從狹縫S1進入電場，經電壓為U的加速電場加速後，再通過狹縫S2從小孔垂直MN*入圓形勻強磁場。該勻強磁場的磁感應強度為B，方向垂直於紙面向外，半徑為R，磁場邊界與直線MN相切E為切點。離子離開磁場最終到達感光底片MN上，設離子電荷量為g，到達感光底片上的點與E點的距離為x，不計重力，可以判斷（ ）
A．離子束帶負電
B．x越大，則離子的比荷一定越大
C．到達
處的離子在勻強磁場運動時間為
D．到達
處的離子質量為
【回答】
CD
【解析】
帶電粒子在加速電場中做勻加速直線運動，設加速後的速度大小為v，根據動能定理有：
，解得：
，然後勻速運動到E點進入有界磁場中，其運動軌跡如下圖所示：
粒子從E點先沿虛線圓弧，再沿直線做勻速直線運動到N點。由左手定則，粒子是正電。故A錯誤；由
，則
，x越大則r越大，則比荷
越小，故B錯誤；在△ENO中
，解得:θ=60°，設帶電粒子運動的軌跡圓的半徑為r，根據數學知識有：
，解得：
，由
，由幾何關係圓弧圓心角α=120°，聯立可得： 
，故CD正確。
知識點：質譜儀與迴旋加速器
題型：選擇題
