Question

8．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(qū)域Ⅰ，再通過小孔O₂射入相互正交的恒定勻強電場、磁場區(qū)域Ⅱ，其中磁場的方向如圖所示，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量的粒子
• C． 該裝置可篩選出具有特定速度的粒子
• D． 該裝置可篩選出具有特定動能的粒子

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=$\frac{E}{B}$，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=$\frac{1}{2}$mv²，
解得：v=$\sqrt{\frac{2qU}{m}}$，
又v=$\frac{E}{B}$，
所以$\frac{q}{m}$=$\frac{{E}^{2}}{2U{B}^{2}}$，
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．