Question

如图所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图．速度选择器（也称滤速器）中场强E的方向竖直向下，磁感应强度B₁的方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度B₂的方向垂直纸面向外．在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和B₁入射到速度选择器中，若m_甲=m_乙＜m_丙=m_丁，v_甲＜v_乙=v_丙＜v_丁，在不计重力的情况下，则分别打在P₁、P₂、P₃、P₄四点的离子分别是（  ）

A．甲乙丙丁    B．甲丁乙丙    C．丙丁乙甲    D．甲乙丁丙

Answer

B

【解析】

试题分析：粒子通过速度选择器，只有满足qvB=qE，即速度满足v=，才能沿直线通过．当粒子的速度大于，洛伦兹力大于电场力，粒子向上偏转，当粒子的速度小于，洛伦兹力小于电场力，粒子向下偏转．

【解析】
四种粒子，只有两个粒子通过速度选择器，只有速度满足v=，才能通过速度选择器．所以通过速度选择器进入磁场的粒子是乙和丙．

由牛顿第二定律得：qvB=m，解得：R=，乙的质量小于丙的质量，所以乙的半径小于丙的半径，则乙打在P3点，丙打在P4点．

甲的速度小于乙的速度，即小于，洛伦兹力小于电场力，粒子向下偏转，打在P1点．丁的速度大于乙的速度，即大于，洛伦兹力大于电场力，粒子向上偏转，打在P2点．

故选：B．

【点评】解决本题的关键知道速度选择器的原理，即所受洛伦兹力和电场力等大反向的粒子才能沿直线通过速度选择器．