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一束粒子流由左端平行于极板P1射入质谱仪,沿着直线通过电磁场复合区后,并从狭缝S0进入匀强磁场B2,在磁场B2中分为如图所示的三束,则下列相关说法中正确的是(  )
A.速度选择器的P1极板带负电
B.粒子1带正电
C.能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于
E
B1
D.粒子2的比荷
q
m
的绝对值最大

A、三种粒子在正交的电磁场中做匀速直线运动,由力平衡得:qvB=qE,根据左手定则可知,若带电粒子带正电荷,洛伦兹力的方向向上,所以电场力的方向向下,选择器的P1极板带正电;若带电粒子带负电,洛伦兹力的方向向下,所以电场力方向向上,选择器的P1极板带正电.故选择器的P1极板一定是带正电.与带电粒子无关.故A错误;
B、在磁场2中,磁场的方向向外,根据左手定则,正电荷受到的安培力的方向向下,将向下偏转;负电荷受到的安培力的方向向上,将向上偏转.所以1带负电.故B错误;
C、能通过狭缝S0的带电粒子受到的电场力与洛伦兹力的大小相等,方向相反,即:qvB=qE,所以v=
E
B
.故C正确;
D、由qvB=m
v2
r
,得r=
mv
qB2
,r与比荷成反比,粒子2的半径最大,所以粒子2的比荷
q
m
的绝对值最小.故D错误.
故选:C
练习册系列答案
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有一种“双聚焦分析器”质谱仪,工作原理如图所示.加速电场的电压为U,静电分析器中有辐向会聚电场,即与圆心O1等距各点的电场强度大小相同,方向沿径向指向圆心O1;磁分析器中以O2为圆心、圆心角为90°的扇形区域内,分布着方向垂直于纸面向外的匀强磁场,其左边界与静电分析器的右边界平行.由离子源发出一个质量为m、电荷量为q的正离子(初速度为零,重力不计),经加速电场加速后,从M点沿垂直于该点的电场方向进入静电分析器,在静电分析器中,离子沿半径为R的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动,并从N点射出静电分析器.而后离子由P点沿着既垂直于磁分析器的左边界,又垂直于磁场方向射入磁分析器中,最后离子沿垂直于磁分析器下边界的方向从Q点射出,并进入收集器.测量出Q点与圆心O2的距离为d,位于Q点正下方的收集器入口离Q点的距离为
d
2
.(题中的U、m、q、R、d都为已知量)
(1)求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小;
(2)求磁分析器中磁感应强度B的大小;
(3)现将离子换成质量为4m,电荷量仍为q的另一种正离子,其它条件不变.磁分析器空间足够大,离子不会从圆弧边界射出,收集器的位置可以沿水平方向左右移动,要使此时射出磁分析器的离子仍能进入收集器,求收集器水平移动的距离.

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