Question

如圖是質譜儀的工作原理示意圖，帶電粒子被加速電場加速后，進入速度選擇器．速度選擇器內互相垂直的勻強磁場和勻強電場的強度分別為B和E．擋板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、質譜儀是分析同位素的重要工具

B、速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向里

C、能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于B/E

D、粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越小

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、粒子在速度選擇器中做勻速直線運動，有qE=qvB，解得v=

E

B

．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．同位素電量相等，質量不同，則偏轉半徑不同，所以質譜儀是分析同位素的重要工具．故A正確，C、D錯誤．
B、因為電荷所受電場力與洛倫茲力平衡，根據左手定則知，磁感應強度的方向垂直紙面向外．故B錯誤．
故選A．

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．