Question

如圖所示，一束粒子（不計重力，初速度可忽略）緩慢通過小孔O₁進入極板間電壓為U的水平加速電場區域I，再通過小孔O₂射入相互正交的勻強電場和勻強磁場區域II，其中磁場的方向如圖所示，磁感應強度大小可根據實際要求調節，收集室的小孔O₃與O₁、O₂在同一條水平線上．則（　　）

A．該裝置可篩選出具有特定質量的粒子

B．該裝置可篩選出具有特定電荷量的粒子

C．該裝置可篩選出具有特定比荷的粒子

D．該裝置可篩選出具有特定功能的粒子

Answer 1

分析：粒子只有沿O₂、O₃方向做直線運動，粒子才能進入收集室，電場力與洛倫茲力平衡，可得到速度表達式．根據動能定理得到速度與電荷量、質量的關系．

解答：解：粒子只有沿O₂、O₃方向做直線運動，粒子才能進入收集室，由qvB=qE，得v=

E

B

，所以該裝置可篩選出具有特定速度的粒子．
在電場中，根據動能定理得  qU=

1

2

mv2，解得：v=

2qU m

，
又v=

E

B

，得：

2qU m

=

E

B

，所以

q

m

=

E2

2UB2

，
所以可以篩選出具有特定比荷的粒子，但不能選出特定質量或特定電荷量的粒子，也不能選出具有特定功能的粒子，故C正確，ABD錯誤．
故選C

點評：本題考查對粒子速度選擇器原理的理解，根據平衡條件和動能定理結合進行分析．