Question

【題目】如圖所示是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器。速度選擇器內(nèi)有相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)， 磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場(chǎng)強(qiáng)度分別為 B 和 E。平板 S 上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2。平板 S 下方有強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。下列判斷正確的是

A. 速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里

B. 質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具

C. 粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫 P ，粒子的比荷越小

D. 能通過狹縫 P 的帶電粒子的速率等于

Answer 1

【答案】BD

【解析】

帶電粒子經(jīng)加速后進(jìn)入速度選擇器，電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡時(shí)，速度為，的粒子沿直線通過P孔，然后進(jìn)入磁場(chǎng)，打在膠片上的不同位置．在磁場(chǎng)中，根據(jù)洛倫茲力提供向心力，求出粒子的軌道半徑，分析半徑與荷質(zhì)比的關(guān)系．

帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)中向左偏轉(zhuǎn)，所受的洛倫茲力向左，磁場(chǎng)的方向垂直紙面向外，根據(jù)左手定則知，該粒子帶正電；該粒子在速度選擇器中，受到電場(chǎng)力方向水平向右，則洛倫茲力方向必須水平向左，該粒子才能通過速度選擇器，根據(jù)左手定則判斷可知磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，故A錯(cuò)誤；質(zhì)譜儀是測(cè)量帶電粒子荷質(zhì)比、分析同位素的重要工具，故B正確；根據(jù)，可得：，則越靠近狹縫P，半徑越小，則比荷越大，故C錯(cuò)誤；根據(jù)qE=qvB，可得，即速度大小為的粒子能通過速度選擇器，故D正確。所以BD正確，AC錯(cuò)誤。