Tel: 024.7300.7989 - Phone: 1800.6947 (Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)

Giỏ hàng của tôi
Trang chủ
Luyện thi đại học môn lí

Trong máy quang phổ khối (Mass Spectrometry), một ion đơn tích ($q = + e$), có khối lượng $m =

Câu hỏi số 960530:
Vận dụng

Trong máy quang phổ khối (Mass Spectrometry), một ion đơn tích ($q = + e$), có khối lượng $m = 3,2.10^{- 26}kg$, được tăng tốc bởi hiệu điện thế $U = 200\text{~V}$ trước khi bay vào vùng từ trường đều B = 0,5 T. Trong vùng từ trường, ion chuyển động theo quỹ đạo tròn. Cho biết điện tích của $e = 1,6.10^{- 19}C$.

Đúng Sai
a) Điện tích của ion là điện tích dương.
b) Bán kính quỹ đạo của ion trong từ trường này là 10 cm.
c) Chu kỳ chuyển động của ion trong từ trường xấp xỉ $\pi(\mu s)$.
d) Nếu có một ion khác với khối lượng $m' = 6,4.10^{- 26}kg$ nhưng cùng điện tích $q = + e$ thì bán kính quỹ đạo của ion này xấp xỉ là 1,27 cm.

Đáp án đúng là: Đ; S; S; S

Quảng cáo

Xem lời giải
Câu hỏi:960530
Phương pháp giải

+ Sử dụng các công thức về chuyển động của hạt điện tích trong điện trường và từ trường:

+ Định lý động năng khi hạt được tăng tốc trong điện trường: $W_{d} = \dfrac{1}{2}mv^{2} = |q|U$. Suy ra vận tốc $v = \sqrt{\dfrac{2|q|U}{m}}$.

+ Lực Lorentz đóng vai trò là lực hướng tâm: $\left. f_{L} = F_{ht}\Rightarrow \middle| q \middle| vB = \dfrac{mv^{2}}{R} \right.$.

+ Chu kỳ chuyển động tròn đều: $T = \dfrac{2\pi R}{v} = \dfrac{2\pi m}{|q|B}$.

Giải chi tiết

a) Theo đề bài, ion đơn tích có $q = + e = + 1,6.10^{- 19}C > 0$. Vậy điện tích của ion là điện tích dương.

$\Rightarrow$ a đúng.

b) Định lý động năng khi hạt được tăng tốc trong điện trường:

$\left. W_{d} = \dfrac{1}{2}mv^{2} = |q|U\Rightarrow v = \sqrt{\dfrac{2|q|U}{m}} \right.$.

Lực Lorentz đóng vai trò là lực hướng tâm:

$\left. f_{L} = F_{ht}\Rightarrow \middle| q \middle| vB = \dfrac{mv^{2}}{R}\Rightarrow R = \dfrac{mv}{|q|B} = \dfrac{1}{B}\sqrt{\dfrac{2mU}{|q|}} \right.$.

$\left. \Rightarrow R = \dfrac{1}{0,5}\sqrt{\dfrac{2.3,2.10^{- 26}.200}{1,6.10^{- 19}}} \approx 0,01788m = 1,788cm \right.$.

$\Rightarrow$ b sai.

c) Chu kỳ chuyển động tròn đều: $T = \dfrac{2\pi R}{v} = \dfrac{2\pi m}{|q|B}$.

$\left. \Rightarrow T = \dfrac{2\pi.3,2.10^{- 26}}{1,6.10^{- 19}.0,5} = 8\pi.10^{- 7}s = 0,8\pi.10^{- 6}s = 0,8\pi\left( {\mu s} \right) \right.$.

$\Rightarrow$ c sai.

d) Bán kính quỹ đạo tỉ lệ thuận với căn bậc hai của khối lượng ($\left. R \right.\sim\sqrt{m}$).

Ta có: $\dfrac{R'}{R} = \sqrt{\dfrac{m'}{m}} = \sqrt{\dfrac{6,4.10^{- 26}}{3,2.10^{- 26}}} = \sqrt{2}$.

Suy ra $R' = R\sqrt{2} \approx 1,788\sqrt{2} \approx 2,53cm$.

$\Rightarrow$ d sai.

Đáp án cần chọn là: Đ; S; S; S

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.

Hỗ trợ - Hướng dẫn

  • 024.7300.7989
  • 1800.6947 free

(Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)
Email: lienhe@tuyensinh247.com

Đăng ký nhận tư vấn