Question

【題目】如圖所示為一種質譜儀的示意圖，該質譜儀由速度選擇器、靜電分析器和磁分析器組成。若速度選擇器中電場強度大小為，磁感應強度大小為、方向垂直紙面向里，靜電分析器通道中心線為圓弧，圓弧的半徑()為，通道內有均勻輻射的電場，在中心線處的電場強度大小為，磁分析器中有范圍足夠大的有界勻強磁場，磁感應強度大小為、方向垂直于紙面向外。一帶電粒子以速度沿直線經過速度選擇器后沿中心線通過靜電分析器，由點垂直邊界進入磁分析器，最終打到膠片上的點，不計粒子重力。下列說法正確的是

A. 速度選擇器的極板的電勢板比極板的高

B. 粒子的速度

C. 粒子的比荷為

D. 兩點間的距離為

Answer 1

【答案】C

【解析】

根據粒子在靜電分析器中的受力方向判斷粒子的電性；根據粒子在速度選擇器中的受力情況判斷極板的電勢高低；根據粒子在速度選擇器中做直線運動求解粒子的速度；根據粒子在靜電分析其中的圓周運動求解粒子的比荷；根據粒子在磁場中做勻速圓周運動求解半徑，可求解PQ距離.

粒子在靜電分析器內沿中心線方向運動，說明粒子帶正電荷，在速度選擇器中由左手定則可判斷出粒子受到的洛倫茲力向上，粒子受到的電場力向下，故速度選擇器的極板P1的電勢比極板P2的高，選項A正確；由qvB1＝qE1可知，粒子的速度 ，選項B錯誤；由 和 可得，粒子的比荷為，選項C正確；粒子在磁分析器中做圓周運動，PQ為軌跡圓的直徑，故P、Q兩點間的距離，選項D錯誤。故選C.