Question

10．一束离子流由左端平行于极板P₁射入质谱仪，沿着直线通过电磁场复合区后，并从狭缝s₀进入匀强磁场B₂，在磁场B₂中分为如图所示的三束，则下列相关说法中正确的是（　　）

• A． 速度选择器的P₁极板带负电
• B． 离子1带正电
• C． 能通过狭缝s₀ 的带电粒子的速率等于$\frac{E}{{B}_{1}}$
• D． 粒子2的比荷$\frac{q}{m}$绝对值最小

Answer 1

分析 三种粒子通过左侧正交的电磁场沿直线运动，电场力与洛伦兹力平衡，可知速度相同．根据左手定则判断粒子的偏转方向，牛顿第二定律研究磁场中圆周半径，根据半径公式分析比荷的大小．

解答 解：A、三种粒子在正交的电磁场中做匀速直线运动，由力平衡得：qvB=qE，根据左手定则可知，若带电粒子带正电荷，洛伦兹力的方向向上，所以电场力的方向向下，选择器的P₁极板带正电；若带电粒子带负电，洛伦兹力的方向向下，所以电场力方向向上，选择器的P₁极板带正电．故选择器的P₁极板一定是带正电．与带电粒子无关．故A错误；
B、在磁场2中，磁场的方向向外，根据左手定则，正电荷受到的安培力的方向向下，将向下偏转；负电荷受到的安培力的方向向上，将向上偏转．所以1带负电．故B错误；
C、能通过狭缝S₀的带电粒子受到的电场力与洛伦兹力的大小相等，方向相反，即：qvB=qE，所以v=$\frac{E}{B}$，故C正确；
D、由牛顿第二定律得：qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，解得：r=$\frac{mv}{q{B}_{2}}$，r与比荷成反比，粒子2的半径最大，所以粒子2的比荷$\frac{q}{B}$的绝对值最小．故D正确．
 故选：CD．

点评 本题考查了粒子在电磁场与磁场中的运动，考查了速度选择器与质谱仪，正交的电磁场是速度选择器，通过速度选择器的粒子速度：v=$\frac{E}{B}$，速度与粒子的质量、电荷量无关．