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    精英家教网如图所示是质谱仪的示意图，它可以测定单个离子的质量，图中离子源S产生带电荷量为q的离子，经电压为U的电场加速后从A点垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，沿半圆轨道运动到P点离开磁场打到记录它的照像底片上，测得P与A相距为d，则该离子的质量为（　　）
    A、
    B2qd2
    32U
    B、
    B2qd2
    16U
    C、
    B2qd2
    8U
    D、
    B2qd2
    4U
    分析：根据动能定理可求出带电粒子在电场中被加速的速度，再由洛伦兹力提供向心力，并由几何关系可求出离子的质量．
    解答：解：粒子在电场中加速出射速度为”，由动能定理得：qU=
    1
    2
    mv2…①
    离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：qvB=m
    v2
    R
    …②
    由几何关系有：2R=d…③
    由以上各式解得：m=
    B2qd2
    8U

    故选：C．
    点评：考查动能定理、牛顿第二定律、向心力表达式，结合已知长度与半径的关系，从而确定离子的质量．
    练习册系列答案
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    A．

    质谱仪是分析同位素的重要工具

    B．

    速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外

    C．

    能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于

    D．

    粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小

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    下列表述正确的是

    A．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外                

    B．加速电场的电压越大，能通过狭缝P的带电粒子的速率越大

    C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于

    D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越大

     

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    下列表述正确的是

    A．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外                

    B．加速电场的电压越大，能通过狭缝P的带电粒子的速率越大

    C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于

    D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越大

     

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