Question

【題目】如圖所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。速度選擇器內有相互正交的勻強磁場和勻強電場， 磁感應強度和電場強度分別為 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 下方有強度為B0的勻強磁場。下列判斷正確的是

A. 速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向里

B. 質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】

帶電粒子經加速后進入速度選擇器，電場力和洛倫茲力平衡時，速度為，的粒子沿直線通過P孔，然后進入磁場，打在膠片上的不同位置．在磁場中，根據洛倫茲力提供向心力，求出粒子的軌道半徑，分析半徑與荷質比的關系．

帶電粒子進入磁場中向左偏轉，所受的洛倫茲力向左，磁場的方向垂直紙面向外，根據左手定則知，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，根據左手定則判斷可知磁場方向垂直紙面向外，故A錯誤；質譜儀是測量帶電粒子荷質比、分析同位素的重要工具，故B正確；根據，可得：，則越靠近狹縫P，半徑越小，則比荷越大，故C錯誤；根據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錯誤。