题目内容

如图所示,一束纳米粒子(不计重力,初速度可忽略)缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U的水平加速电场区域I,再通过小孔O2射入相互正交的恒定匀强电场、磁场区域II,其中磁场的方向如图,磁感应强度大小可根据实际要求调节,收集室的小孔O3与O1、O2在同一条水平线上.(  )
分析:粒子只有沿O2、O3方向做直线运动,粒子才能进入收集室,电场力与洛伦兹力平衡,可得到速度表达式.根据动能定理得到速度与电荷量、质量的关系.
解答:解:A、B,粒子只有沿O2、O3方向做直线运动,粒子才能进入收集室,由qvB=qE,得v=
E
B
,所以该装置可筛选出具有特定速度的粒子.故A正确,B错误.
C、D在电场中,根据动能定理得  qU=
1
2
mv2
,得 v=
2qU
m
,又v=
E
B
,得到
2qU
m
=
E
B
,若射入的粒子电荷量相同,则质量m一定,所以该装置筛选出的粒子一定具有相同的质量.若射入的粒子质量相同,该装置筛选出的粒子一定具有相同的电荷量.故C正确,D错误.
故选:AC
点评:本题考查对粒子速度选择器原理的理解,根据平衡条件和动能定理结合进行分析.
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