Question

【題目】質譜儀是測量帶電粒子比荷以及分析同位素的重要工具。下圖為質譜儀的原理示意圖，一束帶電粒子以一定的初速度沿直線通過由相互正交的勻強磁場（磁感應強度為B）和勻強電場（場強為E）組成的速度選擇器，然后粒子通過平板S上的狹縫P進入另一勻強磁場（磁感應強度為B'），最終打在感光板A1A2上，下列說法正確的是( )

A.粒子帶負電

B.速度選擇器中勻強磁場的方向垂直紙面向外

C.能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于EB

D.粒子打在感光板A1A2上的位置越靠近P，粒子的比荷越大

Answer 1

【答案】BD

【解析】

粒子經過速度選擇器時所受的電場力和洛倫茲力平衡，根據帶電粒子在磁場中的偏轉方向判斷電荷的電性；根據平衡求出粒子經過速度選擇器的速度；通過帶電粒子在磁場中的偏轉，根據半徑的大小判斷粒子比荷的大小。

A. 帶電粒子在磁場中向左偏轉，根據左手定則可知該粒子帶正電，故A錯誤；

B. 粒子經過速度選擇器時所受的電場力和洛倫茲力平衡，而粒子的電場力水平向右，那么洛倫茲力水平向左，又粒子帶正電，則磁場垂直紙面向外，故B正確；

C. 能通過狹縫P的帶電粒子在速度選擇器中所受的電場力和洛倫茲力平衡，即

解得

故C錯誤；

D. 所有通過狹縫P的帶電粒子具有相同的速度，然后在磁場B′中做勻速圓周運動，最終打在A1A2上，由

可知

因此粒子打在感光板A1A2上的位置越靠近P，表明其半徑R越小，則粒子的比荷越大，故D正確。

故選BD。