Question

【題目】現代質譜儀可用來分析比質子重很多倍的離子，其示意圖如圖所示，其中加速電壓恒定。質子在入口處從靜止開始被加速電場加速，經勻強磁場偏轉后從出口離開磁場。若某種一價正離子在入口處從靜止開始被同一加速電場加速，為使它經勻強磁場偏轉后仍從同一出口離開磁場，需將磁感應強度增加到原來的12倍。此離子和質子的質量比約為

A.11

B.12

C.121

D.144

Answer 1

【答案】D

【解析】

直線加速過程根據動能定理得

得

①

離子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，根據牛頓第二定律，有

得

②

①②兩式聯立得：

一價正離子電荷量與質子電荷量相等，同一加速電場U相同，同一出口離開磁場則R相同，所以m∝B2，磁感應強度增加到原來的12倍，離子質量是質子質量的144倍，D正確，A、B、C錯誤。

故選D。