题目内容
如图所示为质谱仪的原理图．利用这种质谱仪可以对氢元素进行测量．氢元素的各种同位素，从容器A下方的小孔S1进入加速电压为U的加速电场，可以认为从容器出来的粒子初速度为零．粒子被加速后从小孔S2进入磁感应强度为B的匀强磁场，最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条质谱线．关于氢的三种同位素进入磁场时速率的排列顺序和三条谱线的排列顺序，下列说法中正确的是：（ ）| A、进磁场时速率从大到小的排列顺序是氕、氘、氚 | B、进磁场时速率从大到小的排列顺序是氚、氘、氕 | C、a、b、c三条谱线的排列顺序是氕、氘、氚 | D、a、b、c三条谱线的排列顺序是氘、氚、氕 |
分析：粒子在电场中被加速，由动能定理可以求出粒子进入磁场时的速度大小；
粒子垂直进入磁场后做匀速圆周运动，由牛顿第二定律求出粒子的轨道半径，
然后判断三条线谱对应的粒子种类．
粒子垂直进入磁场后做匀速圆周运动，由牛顿第二定律求出粒子的轨道半径，
然后判断三条线谱对应的粒子种类．
解答：解：A、粒子在电场中被加速，由动能定理得；qU=
mv2-0，粒子进入磁场时的速度大小v=
，由于氕氘氚的电荷量q相等、加速电压U相等、m氕＜m氘＜m氚，则它们的速度关系为：v氕＞v氘＞v氚，故A正确，B错误；
C、粒子进入磁场后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m
，粒子轨道半径R=
=
，由于氕氘氚的电荷量q相等、磁感应强度B相等、加速电压U相等、m氕＜m氘＜m氚，则
R氕＜R氘＜R氚，a、b、c分别对应：氚、氘、氕，故CD错误；
故选：A．
| 1 |
| 2 |
|
C、粒子进入磁场后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m
| v2 |
| R |
| mv |
| qB |
| 1 |
| B |
|
R氕＜R氘＜R氚，a、b、c分别对应：氚、氘、氕，故CD错误；
故选：A．
点评：本题考查了求氕氘氚进入磁场时的速度关系、三条判断谱线所对应粒子分别是什么，应用动能定理与牛顿第二定律即可正确解题．
练习册系列答案
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= k
，（d
表示导体元段的方向沿电流的方向、
为导体元段到考查点的方向矢量）；或用大小关系式dB = k
结合安培定则寻求方向亦可。其中 k = 1.0×10?7N/A2 。应用毕萨定律再结合矢量叠加原理，可以求解任何形状导线在任何位置激发的磁感强度。
；
；
= I
；或表达为大小关系式 F = BILsinθ再结合“左手定则”解决方向问题（θ为B与L的夹角）。
= q
，或展开为f = qvBsinθ再结合左、右手定则确定方向（其中θ为
与
的夹角）。安培力是大量带电粒子所受洛仑兹力的宏观体现。
总垂直
与
确定的平面，故
总垂直
，只能起到改变速度方向的作用。结论：洛仑兹力可对带电粒子形成冲量，却不可能做功。或：洛仑兹力可使带电粒子的动量发生改变却不能使其动能发生改变。
⊥
时，匀速圆周运动，半径r = 
，周期T = 
与
成一般夹角θ时，做等螺距螺旋运动，半径r = 
，螺距d = 
分解…（过程从略）。
分解（成垂直速度分量B2和平行速度分量B1 ，如图9-7所示），粒子的运动情形似乎就不一样了——在垂直B2的平面内做圆周运动？
=
= 2πRf