Question

【题目】如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点，不计粒子重力，下列说法中正确的是（　　）

A.加速电场的电压U＝

B.极板M比极板N电势高

C.若一群粒子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群粒子具有相同的比荷

D.直径PQ＝2B

Answer 1

【答案】BC

【解析】

A．在加速电场中，由动能定理得

粒子在静电分析器中做圆周运动，电场力提供向心力，由牛顿第二定律得

解得

故A错误；

B．因为粒子在磁场中从P点运动到Q点，因此由左手定责可知粒子带正电；在加速电场中受到的电场力向右，所以电场线方向向右，则M板为正极，M板的电势高于N板电势，故B正确；

CD．粒子在磁分析器中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得

解得

P、Q两点间的距离为

若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则粒子做圆周运动的直径相等，根据PQ的表达式可知，粒子的比荷相等，故C正确，D错误。

故选BC。