Question

10．一束離子流由左端平行于極板P₁射入質譜儀，沿著直線通過電磁場復合區后，并從狹縫s₀進入勻強磁場B₂，在磁場B₂中分為如圖所示的三束，則下列相關說法中正確的是（　　）

• A． 速度選擇器的P₁極板帶負電
• B． 離子1帶正電
• C． 能通過狹縫s₀ 的帶電粒子的速率等于$\frac{E}{{B}_{1}}$
• D． 粒子2的比荷$\frac{q}{m}$絕對值最小

Answer 1

分析 三種粒子通過左側正交的電磁場沿直線運動，電場力與洛倫茲力平衡，可知速度相同．根據左手定則判斷粒子的偏轉方向，牛頓第二定律研究磁場中圓周半徑，根據半徑公式分析比荷的大小．

解答 解：A、三種粒子在正交的電磁場中做勻速直線運動，由力平衡得：qvB=qE，根據左手定則可知，若帶電粒子帶正電荷，洛倫茲力的方向向上，所以電場力的方向向下，選擇器的P₁極板帶正電；若帶電粒子帶負電，洛倫茲力的方向向下，所以電場力方向向上，選擇器的P₁極板帶正電．故選擇器的P₁極板一定是帶正電．與帶電粒子無關．故A錯誤；
B、在磁場2中，磁場的方向向外，根據左手定則，正電荷受到的安培力的方向向下，將向下偏轉；負電荷受到的安培力的方向向上，將向上偏轉．所以1帶負電．故B錯誤；
C、能通過狹縫S₀的帶電粒子受到的電場力與洛倫茲力的大小相等，方向相反，即：qvB=qE，所以v=$\frac{E}{B}$，故C正確；
D、由牛頓第二定律得：qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，解得：r=$\frac{mv}{q{B}_{2}}$，r與比荷成反比，粒子2的半徑最大，所以粒子2的比荷$\frac{q}{B}$的絕對值最小．故D正確．
 故選：CD．

點評 本題考查了粒子在電磁場與磁場中的運動，考查了速度選擇器與質譜儀，正交的電磁場是速度選擇器，通過速度選擇器的粒子速度：v=$\frac{E}{B}$，速度與粒子的質量、電荷量無關．