Question

19．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．速度选择器内相互正交的匀强磁场的磁感应强度和匀强电场的电场强度分别为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A₁、A₂．平板S下方有磁感应强度为B₀的匀强磁场．下列表述中正确的是（　　）

• 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里
• C． 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于$\frac{E}{B}$
• D． 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小

Answer 1

分析 带电粒子经加速后进入速度选择器，速度为v=$\frac{E}{B}$ 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$\frac{q}{m}$=$\frac{v}{{B}_{0}R}$，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、假设粒子带正电，则受电场力向左，由左手定则可判断磁场方向垂直纸面向外，故B错误；
C、由qE=qvB，得v=$\frac{E}{B}$，此时离子受力平衡，可沿直线穿过选择器，故C正确；
D、由$\frac{q}{m}$=$\frac{v}{{B}_{0}R}$，知R越小，荷质比越大；粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子圆周运动的半径越小荷质比越大；故D错误；
故选：AC．

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．