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题24图1                                                     题24图2

(1)忽略离子源中离子的初速度,①用t1计算荷质比;②用t2计算荷质比。

(2)离子源中相同荷质比离子的初速度不尽相同,设两个荷质比都为q/m的离子在A端的速度分别为vv′(vv′),在改进后的方法中,它们飞行的总时间通常不同,存在时间差Δt。可通过调节电场E使Δt=0,求此时E的大小.

答案

解:(1) ①设离子带电量为q,质量为m,经电场加速后的速度为v,则

2                      (1)

离子飞越真空管AB做匀速直线运动,则

L=vt1                                 (2)

由(1)、(2)两式得离子荷质比  

                (3)

②离子在匀强电场区域BC中做往返运动,设加速度为a,则

qE=ma                     (4)

L2=

                 (5)

由(1)、(4)、(5)式得离子荷质比

      (6)

两离子初速度分别为vv′

             (7)        

t′=

+              (8)        

Δt=t-t′=

              (9)         

要使Δt=0,则须

          (10)        

所以E=

                 (11)

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