Question

【題目】如圖所示為質譜儀測定帶電粒子質量的裝置的示意圖。速度選擇器(也稱濾速器)中場強E的方向豎直向下，磁感應強度B1的方向垂直紙面向里，分離器中磁感應強度B2的方向垂直紙面向外。 在S處有甲、乙、丙、丁四個一價正離子垂直于E和B1入射到速度選擇器中，若m甲＝m乙<m丙＝m丁，v甲>v乙＝v丙>v丁，在不計重力的情況下，則分別打在P1、P2、P3、P4四點的離子分別是

A. 甲、丁、乙、丙 B. 丁、甲、乙、丙

C. 甲、丁、丙、乙 D. 丁、甲、丙、乙

Answer 1

【答案】B

【解析】

粒子通過速度選擇器，只有滿足qvB=qE，即速度滿足v=E/B，才能沿直線通過．當粒子的速度大于E/B，洛倫茲力大于電場力，粒子向上偏轉，當粒子的速度小于E/B，洛倫茲力小于電場力，粒子向下偏轉．

四種粒子，只有兩個粒子通過速度選擇器，只有速度滿足v=E/B，才能通過速度選擇器。所以通過速度選擇器進入磁場的粒子是乙和丙。由牛頓第二定律得：qvB=m，解得：，乙的質量小于丙的質量，所以乙的半徑小于丙的半徑，則乙打在P3點，丙打在P4點。甲的速度大于乙的速度，即大于E/B，洛倫茲力大于電場力，粒子向上偏轉，打在P2點。丁的速度小于乙的速度，即小于E/B，洛倫茲力小于電場力，粒子向下偏轉，打在P1點。故選B。