Question

20．如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖．現(xiàn)有一束幾種不同的正離子，經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)加速后，垂直射入速度選擇器（速度選擇器內(nèi)有相互正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B₁），離子束保持原運(yùn)動(dòng)方向未發(fā)生偏轉(zhuǎn)．接著進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)B₂，發(fā)現(xiàn)這些離子分成幾束．最后打到極板s上，由此可得結(jié)論（　�。�

• A． 速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外
• B． 這些離子在B₂中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同
• C． 這些離子的電量一定不相同
• D． 這些離子的比荷一定不相同

Answer 1

分析 粒子經(jīng)過(guò)速度選擇器時(shí)所受的電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)方向判斷電荷的電性．根據(jù)平衡求出粒子經(jīng)過(guò)速度選擇器的速度．通過(guò)帶電粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，根據(jù)半徑的大小判斷粒子比荷的大�。�

解答 解：A、由粒子在B₀中的偏轉(zhuǎn)知粒子帶正電，則受電場(chǎng)力向右，則粒子在選擇器中受水平向左的洛倫茲力，由左手定則可判斷磁場(chǎng)方向垂直直面向外，故A正確；
B、在磁場(chǎng)B₂中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由qvB₂=$\frac{m{v}^{2}}{R}$ 知，R=$\frac{m}{q}$•$\frac{v}{{B}_{2}}$，粒子是半徑不同，一定是比荷不同，而運(yùn)動(dòng)的周期T=$\frac{2πm}{qB}$，則它們的周期不同，這些離子在B₂中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間即為周期的一半，也不相同，故B錯(cuò)誤；
CD、由qvB₂=$\frac{m{v}^{2}}{R}$ 知，R=$\frac{m}{q}$•$\frac{v}{{B}_{2}}$，粒子是半徑不同，一定是比荷不同，而電量可能相等．故C錯(cuò)誤，D正確；
故選：AD．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道粒子在速度選擇器中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，理解粒子的比荷，掌握比荷與電量區(qū)別．