Question

【題目】如圖所示為一種質譜儀的工作原理示意圖，此質譜儀由以下幾部分構成：離子源、加速電場、靜電分析器、磁分析器、收集器.靜電分析器通道中心線半徑為，通道內有均勻輻射電場，在中心線處的電場強度大小為；磁分析器中分布著方向垂直于紙面，磁感應強度為的勻強磁場，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行，由離子源發出一個質量為、電荷量為的正離子（初速度為零，重力不計），經加速電場加速后進入靜電分析器，沿中心線做勻速圓周運動，而后由點進入磁分析器中，最終經過點進入收集器，下列說法中正確的是（ ）

A.磁分析器中勻強磁場方向垂直于紙面向外

B.加速電場中的加速電壓

C.磁分析器中圓心到點的距離

D.任何離子若能到達點，則一定能進入收集器

Answer 1

【答案】AB

【解析】

A． 離子在磁分析器中沿順時針轉動，所受洛倫磁力指向圓心，根據左手定則，磁分析器中勻強磁場方向垂直于紙面向外，故A正確；

B． 離子在靜電分析器中做勻速圓周運動，根據牛頓第二定律有：

設離子進入靜電分析器時的速度為v，離子在加速電場中加速的過程中，由動能定理有：

解得：

故B正確；

C． 離子在磁分析器中做勻速圓周運動，由牛頓第二定律有：

解得：

則：

故C錯誤；

D． 由B可知：，R與離子質量、電量無關；離子在磁場中的軌道半徑：

離子在磁場中做圓周運動的軌道半徑與電荷的質量和電量有關，能夠到達P點的不同離子，半徑不一定都等于d，不一定能進入收集器，故D錯誤。

故選：AB。