Question

如图是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E，平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A₁A₂．平板S下方有磁感应强度为B₀的匀强磁场．下列说法正确的是（　　）

• A、速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
• B、能通过狭缝P的带电粒子的速率等于

  B

  E

• C、比荷（

  q

  m

  ）越大的粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P
• D、粒子从P点运动到胶片A₁A₂的时间为

  2πm

  qB0

Answer 1

分析：粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平衡，根据带电粒子在磁场中的偏转方向判断电荷的电性．根据平衡求出粒子经过速度选择器的速度．通过带电粒子在磁场中的偏转，根据半径的大小判断粒子比荷的大小．

解答：解：A、由粒子在B₀中的偏转知粒子带正电，则受电场力向右，则粒子在选择器中受水平向左的洛伦兹力，由左手定则可判断磁场方向垂直直面向外，故A错误；
B、由qE=qvB，得v=

E

B

，此时离子受力平衡，可沿直线穿过选择器，故B错误；
C、由

q

m

=

v

B0R

，知荷质比越大，R越小，越靠近狭缝，故C正确；
D、所有打在A_lA₂上的粒子，在磁场B'中做匀速圆周运动，运动的时间等于t=

T

2

，T=

2πm

qB

，则t=

πm

qB0

，故D错误
故选：C

点评：解决本题的关键知道粒子在速度选择器中做匀速直线运动，在磁场中做匀速圆周运动．