Question

19．如圖所示，是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖，帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器．速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度和勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度分別為B和E，平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A₁、A₂．平板S下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B₀的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．下列表述中正確的是（　　）

• A． 質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具
• B． 速度選擇器中的磁場(chǎng)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$\frac{E}{B}$
• 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 帶電粒子經(jīng)加速后進(jìn)入速度選擇器，速度為v=$\frac{E}{B}$ 粒子可通過選擇器，然后進(jìn)入B₀，打在S板的不同位置．

解答 解：A、進(jìn)入B₀的粒子滿足$\frac{q}{m}$=$\frac{v}{{B}_{0}R}$，知道粒子電量后，便可求出m的質(zhì)量，所以質(zhì)譜儀可以用來分析同位素，故A正確；
B、假設(shè)粒子帶正電，則受電場(chǎng)力向左，由左手定則可判斷磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，故B錯(cuò)誤；
C、由qE=qvB，得v=$\frac{E}{B}$，此時(shí)離子受力平衡，可沿直線穿過選擇器，故C正確；
D、由$\frac{q}{m}$=$\frac{v}{{B}_{0}R}$，知R越小，荷質(zhì)比越大；粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子圓周運(yùn)動(dòng)的半徑越小荷質(zhì)比越大；故D錯(cuò)誤；
故選：AC．

點(diǎn)評(píng) 質(zhì)譜儀工作原理應(yīng)采取分段分析的方法，即粒子加速階段，速度選擇階段，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段．