Để đo khối lượng của các đồng vị trong một mẫu, người ta dùng một máy được gọi là

Câu hỏi số 767319:

Vận dụng

Để đo khối lượng của các đồng vị trong một mẫu, người ta dùng một máy được gọi là máy quang phổ khối (khối phổ kế, hình bên). Các đồng vị được ion hóa có điện tích q và cho qua thiết bị lọc tốc độ (khu vực có từ trường đều $\overset{\rightarrow}{B}$ và điện trường đều $\overset{\rightarrow}{E}$). Tiếp theo, ion sẽ chuyển động vào khu vực có từ trường đều theo phương vuông góc với cảm ứng từ $B_{0}$, làm cho các hạt chuyển động theo một đường bán nguyệt và đập vào máy dò tại P. Lực từ tác dụng lên hạt có độ lớn $\left. {F = Bvq} \right|$, có phương vuông góc với cảm ứng từ $\overset{\rightarrow}{B}$ và với vận tốc $\overset{\rightarrow}{v}$ của hạt. Bán kính quỹ đạo tròn của hạt trong vùng có từ trường $B_{0}$ là $r$. Biết $E = 3.10^{5}\,\, V/m$; B = 3 T; $B_{0} = 1\,\, T$; $q = 1,6.10^{- 19}\,\, C$; r = 0,02 m; $1\,\, amu = 1,66.10^{- 27}\,\, kg$. Khối lượng của ion là

A. 20,7 amu

B. 18,5 amu

C. 19,3 amu

D. 17,6 amu

Đáp án đúng là: C

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:767319

Phương pháp giải

Độ lớn lực điện: $F_{d} = |q|E$

Độ lớn lực từ: $F_{t} = Bv|q|$

Lực hướng tâm: $F_{ht} = m\dfrac{v^{2}}{r}$

Giải chi tiết

Khi ion đi qua thiết bị lọc tốc độ, để nó chuyển động thẳng đều:

$\begin{array}{l} \left. F_{d} = F_{t}\Rightarrow|q|E = Bv|q|\Rightarrow v = \dfrac{E}{B} \right. \\ \left. \Rightarrow v = \dfrac{3.10^{5}}{3} = 10^{5}\,\,\left( {m/s} \right) \right. \end{array}$

Khi đi vào vùng từ trường có cảm ứng từ $B_{0}$, lực từ đóng vai trò là lực hướng tâm nên:

$\begin{array}{l} \left. F_{ht} = F_{t}\Rightarrow m\dfrac{v^{2}}{r} = B_{0}v|q|\Rightarrow m = \dfrac{B_{0}r|q|}{v} \right. \\ \left. \Rightarrow m = \dfrac{1.0,02.\left| {1,6.10^{- 19}} \right|}{10^{5}} = 3,2.10^{- 26}\,\,\left( {kg} \right) \right. \\ \left. \Rightarrow m = \dfrac{3,2.10^{- 26}}{1,66.10^{- 27}} \approx 19,3\,\,\left( {amu} \right) \right. \end{array}$

Đáp án cần chọn là: C

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.