Question

如图是质谱仪工作原理示意图．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．S下方有磁感应强度为B₀的匀强磁场．下列表述正确的是（　　）

• 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外
• C、能通过狭缝P的带电粒子的速率等于

  E

  B

  ，与粒子带何种电荷无关
• D、带电量相同的粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的质量越大

Answer 1

分析：带电粒子经加速后进入速度选择器，速度为v=

E

B

粒子可通过选择器，然后进入B₀，打在S板的不同位置，

解答：解：A、进入B₀的粒子满足

q

m

=

v

B0R

，知道粒子电量后，便可求出m的质量，所以质谱仪可以用来分析同位素，故A正确；
B、根据加速电场，可知粒子带正电，则受电场力向右，所以洛伦兹力向左，由左手定则可判断磁场方向垂直纸面向外，故B正确；
C、由qE=qvB，得v=

E

B

，此时粒子受力平衡，可沿直线穿过选择器，与粒子的电性无关，故C正确；
D、由

q

m

=

v

B0R

，知R越小，荷质比越大，当电量相同时，则粒子的质量越小，故D错误；
故选：ABC

点评：质谱仪工作原理应采取分段分析的方法，即粒子加速阶段，速度选择阶段，在磁场中运动阶段．