Question

如图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．速度选择器内互相垂直的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E．挡板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A₁A₂．平板S下方有强度为B₀的匀强磁场．粒子重力不计．下列表述正确的是（　　）

• A．质谱仪是测粒子电量的重要工具
• B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
• C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于

  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：带电粒子在速度选择器中受电场力和洛伦兹力平衡，做匀速直线运动，进入偏转电场后做匀速圆周运动，根据半径公式得出半径与粒子比荷的关系．

解答：解：A、粒子在速度选择器中做匀速直线运动，有qE=qvB，解得v=

E

B

．进入偏转电场后，有qvB₀=m

v2

r

，解得r=

mv

qB0

=

mE

qB0B

，知r越小，比荷越大．同位素电量相等，质量不同，则偏转半径不同，所以质谱仪是分析同位素的重要工具．故A、D错误，C正确．
B、因为电荷所受电场力与洛伦兹力平衡，根据左手定则知，磁感应强度的方向垂直纸面向外．故B正确．
故选BC．

点评：解决本题的关键知道粒子在速度选择器和偏转电场中的运动规律，掌握带电粒子在匀强磁场中运动的半径公式．