题目内容

17.2015年08月21日,美国好奇号火星探测器传回大量火星照片以及相关探测数据,其中不少岩土数据是依托质谱仪进行的分析,该质谱仪模型如下图所示,一束未知粒子进入该质谱仪后的运动轨迹在图中已经标出,则(  )
A.直线通过复合场区域的粒子具有相同的比荷
B.直线通过复合场区域的粒子具有相同的速度
C.在胶片上打的更远的粒子具有更大的速度
D.在胶片上打的更远的粒子具有更小的比荷

分析 粒子速度选择器中受到电场力和洛伦兹力两个作用,电场力不变,速度方向不变,可知洛伦兹力与电场力应平衡,可求得影响速度的因素.
粒子进入匀强磁场B2中受到洛伦兹力而做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得到半径表达式,根据半径公式分析半径越大时,粒子的质量和比荷的大小.

解答 解:AB、粒子能通过狭缝,电场力与洛伦兹力平衡,则有:qvB1=qE,解得v=$\frac{E}{{B}_{1}}$.故A错误,B正确.
CD、粒子进入匀强磁场B2中受到洛伦兹力而做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得
qvB2=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,解得r=$\frac{mv}{q{B}_{2}}$.可见,由于v是一定的,B不变,半径r越大,则比荷$\frac{q}{m}$越小.故C错误,D正确.
故选:BD.

点评 本题关键要理解速度选择器的原理:电场力与洛伦兹力,粒子的速度一定.粒子在磁场中偏转时,由洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律则可得到半径.

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