Question

如圖是質譜儀的工作原理示意圖．粒子源（在加速電場上方，未畫出）產生的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．下列表述正確的是（　　）

• A、速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向里
• B、能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于

  B

  E

• C、粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷（

  q

  m

  ）越大
• D、粒子所帶電荷量相同時，打在膠片上的位置越靠近狹縫P，表明其質量越大

Answer 1

分析：帶電粒子在速度選擇器中受電場力和洛倫茲力平衡，做勻速直線運動，進入偏轉電場后做勻速圓周運動，根據半徑公式得出半徑與粒子比荷的關系．

解答：解：A、根據帶電粒子在磁場中的偏轉方向，根據左手定則知，該粒子帶正電，則在速度選擇器中電場力水平向右，則洛倫茲力水平向左，根據左手定則知，磁場方向垂直紙面向外．故A錯誤．
B、在速度選擇器中，電場力和洛倫茲力平衡，有：qE=qvB，解得v=

E

B

．故B錯誤．
C、進入偏轉電場后，有：qvB0=m

v2

r

，解得r=

mv

qB0

=

mE

qB0B

，知r越小，比荷越大．電量相同時，r越小，m越小．故C正確，D錯誤．
故選C．

點評：解決本題的關鍵知道粒子在速度選擇器和偏轉電場中的運動規律，掌握帶電粒子在勻強磁場中運動的半徑公式．