Question

【题目】质谱仪是测量带电粒子的比荷和分析同位素的重要工具．如图所示，带电粒子从容器下方的小孔飘入电势差为的加速电场，其初速度几乎为零，然后经过沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为的匀强磁场中，最后打到照相底片上．现有某种元素的三种同位素的原子核由容器进入质谱仪，最后分别打在底片、、三个位置．不计粒子重力．则打在处的粒子( )

A. 质量最小 B. 比荷最小 C. 动能最小 D. 动量最小

Answer 1

【答案】B

【解析】粒子在电场中加速，由动能定理得：
粒子在磁场中做匀速圆运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得： ；
B、联立解得： ，由图示可知：打在处的粒子轨道半径r最大，打在处的粒子比荷最小，故B正确；
A、由于三种粒子是同位素，粒子所带电荷量q相等，比荷越小，质量越大，由此可知，打在处的粒子质量最大，故A错误；
C、三种粒子的电荷量q相同、加速电压U相同，由可知，三种粒子的动能相等，故C错误；
D、粒子的动量： ，由于粒子动能相等，打在处的粒子质量最大，则打在处的粒子动量最大，故D错误。