Question

质谱仪的工作原理示意图如图所示。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板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下方有磁感应强度为B₀的匀强磁场。下列表述正确的是（  ）

A.质谱仪是分析同位素的重要工具

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

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

ABC

【解析】

A．进入磁场B0的粒子满足

知道粒子电量后，便可求出m的质量，所以质谱仪可以用来分析同位素，故A正确；

B．带电粒子进入磁场中向左偏转，所受的洛伦兹力向左，磁场的方向垂直纸面向外，根据左手定则知，该粒子带正电。该粒子在速度选择器中，受到电场力方向水平向右，则洛伦兹力方向必须水平向左，该粒子才能通过速度选择器，根据左手定则判断可知磁场方向垂直纸面向外，故B正确；
C．能通过狭缝P的带电粒子在速度选择器中做匀速直线运动，则有

qE=qvB

解得

故C正确；

D．进入磁场的粒子速率相等，在磁场中

解得

可知r与粒子的荷质比成反比，则粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，半径越小，荷质比越大，故D错误。

故选ABC。