题目内容
【题目】如图所示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。速度选择器内有相互正交的匀强磁场和匀强电场, 磁感应强度和电场强度分别为 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 下方有强度为B0的匀强磁场。下列判断正确的是
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A. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
B. 质谱仪是分析同位素的重要工具
C. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P ,粒子的比荷越小
D. 能通过狭缝 P 的带电粒子的速率等于![]()
【答案】BD
【解析】
带电粒子经加速后进入速度选择器,电场力和洛伦兹力平衡时,速度为
,的粒子沿直线通过P孔,然后进入磁场,打在胶片上的不同位置.在磁场中,根据洛伦兹力提供向心力,求出粒子的轨道半径,分析半径与荷质比的关系.
带电粒子进入磁场中向左偏转,所受的洛伦兹力向左,磁场的方向垂直纸面向外,根据左手定则知,该粒子带正电;该粒子在速度选择器中,受到电场力方向水平向右,则洛伦兹力方向必须水平向左,该粒子才能通过速度选择器,根据左手定则判断可知磁场方向垂直纸面向外,故A错误;质谱仪是测量带电粒子荷质比、分析同位素的重要工具,故B正确;根据
,可得:
,则越靠近狭缝P,半径越小,则比荷越大,故C错误;根据qE=qvB,可得
,即速度大小为
的粒子能通过速度选择器,故D正确。所以BD正确,AC错误。
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