Question

如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖．粒子源（在加速電場(chǎng)上方，未畫出）產(chǎn)生的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)相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(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)．下列表述正確的是（　�。�

• A、速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里
• B、能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于

  B

  E

• C、粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷（

  q

  m

  ）越大
• D、粒子所帶電荷量相同時(shí)，打在膠片上的位置越靠近狹縫P，表明其質(zhì)量越大

Answer 1

分析：帶電粒子在速度選擇器中受電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)半徑公式得出半徑與粒子比荷的關(guān)系．

解答：解：A、根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)方向，根據(jù)左手定則知，該粒子帶正電，則在速度選擇器中電場(chǎng)力水平向右，則洛倫茲力水平向左，根據(jù)左手定則知，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外．故A錯(cuò)誤．
B、在速度選擇器中，電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，有：qE=qvB，解得v=

E

B

．故B錯(cuò)誤．
C、進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后，有：qvB0=m

v2

r

，解得r=

mv

qB0

=

mE

qB0B

，知r越小，比荷越大．電量相同時(shí)，r越小，m越小．故C正確，D錯(cuò)誤．
故選C．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道粒子在速度選擇器和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，掌握帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑公式．