Question

14．如图所示，不同元素的二价离子经加速后竖直向下射入由正交的匀强电场和匀强磁场组成的粒子速度选择器，恰好都能沿直线穿过，然后垂直于磁感线进入速度选择器下方另一个匀强磁场，偏转半周后分别打在荧屏上的M、N两点．下列说法中正确的有（　　）

• A． 这两种二价离子一定都是负离子
• B． 速度选择器中的匀强磁场方向垂直于纸面向里
• C． 打在M、N两点的离子的质量之比为OM：ON
• D． 打在M、N两点的离子在下面的磁场中经历的时间相等

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，然后进入偏转磁场B，打在S板的不同位置．根据左手定则及Bqv=m$\frac{{v}^{2}}{R}$和T=$\frac{2πm}{Bq}$进行分析．

解答 解：A、假设粒子带正电，由左手定则可判断粒子向左偏转，故粒子带负电，故A正确；
B、进入速度选择器，电场力向右，故洛伦兹力向左，根据左手定则知磁场垂直于纸面向里，故B正确；
C、速度为v=$\frac{E}{B}$粒子可通过选择器，由Bqv=m$\frac{{v}^{2}}{R}$，知R=$\frac{mv}{qB}$，知R与质量成正比打在M、N两点的离子的质量之比为OM：ON，故C正确；
D、粒子在磁场中运动半个周期，根据T=$\frac{2πm}{Bq}$知周期与质量有关，故质量不同，周期不同，故D错误；
故选：ABC．

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．