质谱仪的工作原理如图所示,带电粒子被加速电场加速后进入速度选择器,速度选择器的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B1和E.粒子从狭缝S射出后进入磁感应强度为B2的匀强磁场,

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 质谱仪/2023-04-06 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

质谱仪的工作原理如图所示,带电粒子被加速电场加速后进入速度选择器,速度选择器的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B1和E.粒子从狭缝S射出后进入磁感应强度为B2的匀强磁场,最后打在照相底片上.下列关于质谱仪的说法正确的是(  )
A.速度选择器中的电场方向应该是指向左方的
B.因为速度选择器本身并不选择电性,所以不能确定图示中的带电粒子的正负
C.质谱仪是分析同位素的重要工具,粒子打在底片上距离狭缝越近,它的比荷越小
D.若粒子打在底片上的位置与狭缝的距离为L,则该粒子的比荷为2E/B1B2L
魔方格

◎ 答案

D

◎ 解析

试题分析:

A、由左手定则可知,正电荷所受洛伦兹力向左,则它受到的电场力向右,则电场方向向右,故A错误;
B、带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据带电粒子在磁场中偏转方向,判断粒子所受洛伦兹力方向,由左手定则可以判断出粒子的电性,故B错误;
C、通过速度选择器的带电粒子所受电场力与磁场力相等,qE=qvB1,v= E/B1,在磁场中,洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力,由牛顿第二定律得:qvB2=mv2/R ,则 q/m =E/B1B2R ,由此可知,粒子打在底片上距离狭缝的距离2R越小,它的比荷越大,故C错误;
D、若粒子打在底片上的位置与狭缝的距离为L,则粒子的轨道半径R=L/2 ,则该粒子的比荷为 q/m =E/B1B2R =2E/B1B2L ,故D正确。
故选:D.

◎ 知识点

    专家分析,试题“质谱仪的工作原理如图所示,带电粒子被加速电场加速后进入速度选择器,速度选择器的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B1和E.粒子从狭缝S射出后进入磁感应强度为B2的匀强磁场,…”主要考查了你对  【质谱仪】,【回旋加速器】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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