Question

【題目】圖示是質譜儀的工作原理示意圖。帶電粒子被加速電場加速后，進入速度選擇器。速度選擇器內相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度大小分別為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，其中OP與平板平行。平板S下方有磁感應強度大小為的勻強磁場。不計帶電粒子所受的重力，下列表述正確的是（ ）

A. 質譜儀是分析同位素的重要工具

B. 速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外

C. 能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于

D. 粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越小

Answer 1

【答案】ABC

【解析】進入B0磁場的粒子，速度相同，根據洛倫茲力提供向心力： ，解得： ，知道粒子電量后，便可求出m的質量，所以質譜儀可以用來分析同位素，故A正確；粒子直線通過速度選擇器，根據受力平衡則有：qE=qvB，解得帶電粒子的速率為： ，故C正確；假設粒子帶正電，則受電場力向左，由左手定則可判斷磁場方向垂直紙面向外，故B正確；根據洛倫茲力提供向心力： ，解得： ，可知R越小，荷質比越大；粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子圓周運動的半徑越小荷質比越大，故D錯誤。所以ABC正確，D錯誤。