Question

如图所示,含有、、的带电粒子束从小孔O₁处射入速度选择器,沿直线O₁O₂运动的粒子在小孔O₂处射出后垂直进入偏转磁场,最终打在P₁、P₂两点. 则 (　　)

A. 粒子在偏转磁场中运动的时间都相等

B. 打在P₁点的粒子是

C. 打在P₂点的粒子是和

D. O₂P₂的长度是O₂P₁长度的4倍

Answer

C

【解析】A、粒子运动的周期：T=2πr/v=2πm/qB2，三种粒子的比荷不相同，所以粒子在偏转磁场中运动的时间不相等，故A错误；

B、带电粒子在沿直线通过速度选择器时，电场力与洛伦兹力大小相等，方向相反，即：qvB1=qE，所以：v=E/B1，可知从粒子速度选择器射出的粒子具有相等的速度；带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，所以：，，可知粒子的比荷越大，则运动的半径越小，所以打在P1点的粒子是，打在P2点的粒子是和，故B错误、C正确；

D、由题中的数据可得，的比荷是和的比荷的2倍，所以的轨道的半径是和的半径的1/2，即O2P2的长度是O2P1长度的2倍，故D错误；

故选：C。

【名师点睛】

带电粒子在速度选择器中运动时，根据平衡条件即可得出粒子的速度与电场强度和磁感应强度的关系；根据粒子运动的周期公式和三种粒子的比荷关系可计算出三种粒子运动的周期关系；粒子在磁场中运动时，根据洛伦兹力提供向心力可列出方程得出粒子运动半径，由此结论即可得出粒子打在板上的位置；根据三种粒子的比荷关系，和前述半径结论即可得出O2P2和O2P1的关系。