题目内容
8.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A1、A2.平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场.下列表述错误的是( )A. | 质谱仪是分析同位素的重要工具 | |
B. | 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里 | |
C. | 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于$\frac{E}{B}$ | |
D. | 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷($\frac{q}{m}$)越小 |
分析 分析造成粒子打在不同纪录胶片上的原因,进而得到质谱仪的作用;根据粒子在速度选择器中,受力平衡得到磁场方向及粒子速度;
解答 解:A、只有使洛伦兹力等于电场力的速度v才能通过速度选择器,而相同速度进入下方磁场,洛伦兹力做向心力即${B}_{0}vq=\frac{m{v}^{2}}{R}$,所以,$R=\frac{mv}{{B}_{0}q}$,则半径与比荷成反比;
又有记录胶片到P的距离为2R,所以,质谱仪是分析同位素的重要工具,故A说法正确;
B、电场强度方向向右,那么若粒子带正电,则电场力方向向右,所以,洛伦兹力方向向左;若粒子带负电,则电场力方向向左,洛伦兹力方向向右,那么由左手定则可得:速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外,故B说法错误;
C、能通过狭缝P的带电粒子在速度选择器中所受电场力等于洛伦兹力,即qE=Bvq,所以,速率$v=\frac{E}{B}$,故C说法正确;
D、由A可知,粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,半径越小,则粒子的比荷($\frac{q}{m}$)越大,故D说法错误;
故选:BD.
点评 粒子在复合场中的运动,一般根据受力分析,利用牛顿第二定律联系粒子的运动特征求解.
练习册系列答案
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C. | 若只改变粒子速度方向,使θ角能在0°至180°间不断变化,则PQ边界上有粒子射出的区间长度为2$\sqrt{3}$a | |
D. | 若只改变粒子速度方向,使θ角能在0°至180°间不断变化,则粒子在磁场中运动的最长时间为$\frac{3πm}{qB}$ |
20.氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级辐射出a光,从n=5的能级跃迁到n=2的能级辐射出b光,关于这两种光的下列说法正确的是( )
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B. | 两束光以相同的入射角由水中斜射入空气,a光的折射角小 | |
C. | 分别通过同一单缝衍射装置,b光形成的中央亮条纹窄 | |
D. | 若a光不能使某金属发生光电效应,则b光一定不能使该金属发生光电效应 |