Question

16．質(zhì)譜儀是一種測(cè)定帶電粒子質(zhì)量或分析同位素的重要設(shè)備，它的構(gòu)造原理如圖所示，粒子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束（速度可視為零），經(jīng)MN間的加速電壓U加速后，從小孔S₁垂直于磁感線進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，運(yùn)轉(zhuǎn)半周后到達(dá)照相底片上的P點(diǎn)．設(shè)P到S₁的距離為x，則（　�。�

• A． 若粒子束是同位素，則x越大對(duì)應(yīng)的粒子質(zhì)量越小
• B． 若粒子束是同位素，則x越大對(duì)應(yīng)的粒子質(zhì)量越大
• C． 只要x相同，對(duì)應(yīng)的粒子質(zhì)量一定相同
• D． 只要x相同，對(duì)應(yīng)的粒子電量一定相等

Answer 1

分析 根據(jù)動(dòng)能定理求出粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度，根據(jù)牛頓第二定律求出軌道半徑，從而得知x與什么因素有關(guān)．

解答 解：A、根據(jù)動(dòng)能定理得，$qU=\frac{1}{2}m{v}^{2}$，得v=$\sqrt{\frac{2qU}{m}}$．
由$qvB=\frac{m{v}^{2}}{r}$得，r=$\frac{mv}{qB}$．x=2r=$\frac{2}{B}\sqrt{\frac{2mU}{q}}$．若粒子束是同位素，x越大對(duì)應(yīng)的離子質(zhì)量越大．故A錯(cuò)誤，B正確．
   C、x=2r═$\frac{2}{B}\sqrt{\frac{2mU}{q}}$，知只要x相同，對(duì)應(yīng)的離子的比荷一定相等質(zhì)量不一定相同，電荷量也不一定相同．故CD錯(cuò)誤．
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵利用動(dòng)能定理和牛頓第二定律求出P到S₁的距離，從而得出x與電荷的比荷有關(guān)．