Question

【題目】質(zhì)譜儀是測(cè)量帶電粒子的比荷和分析同位素的重要工具．如圖所示，帶電粒子從容器下方的小孔飄入電勢(shì)差為的加速電場(chǎng)，其初速度幾乎為零，然后經(jīng)過(guò)沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打到照相底片上．現(xiàn)有某種元素的三種同位素的原子核由容器進(jìn)入質(zhì)譜儀，最后分別打在底片、、三個(gè)位置．不計(jì)粒子重力．則打在處的粒子( )

A. 質(zhì)量最小 B. 比荷最小 C. 動(dòng)能最小 D. 動(dòng)量最小

Answer 1

【答案】B

【解析】粒子在電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理得：
粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得： ；
B、聯(lián)立解得： ，由圖示可知：打在處的粒子軌道半徑r最大，打在處的粒子比荷最小，故B正確；
A、由于三種粒子是同位素，粒子所帶電荷量q相等，比荷越小，質(zhì)量越大，由此可知，打在處的粒子質(zhì)量最大，故A錯(cuò)誤；
C、三種粒子的電荷量q相同、加速電壓U相同，由可知，三種粒子的動(dòng)能相等，故C錯(cuò)誤；
D、粒子的動(dòng)量： ，由于粒子動(dòng)能相等，打在處的粒子質(zhì)量最大，則打在處的粒子動(dòng)量最大，故D錯(cuò)誤。