质谱仪又称质谱计,是能分离和检测同位素的仪器,是根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理,按物质原子、分子或分子碎片的质量差

质谱仪又称质谱计,是能分离和检测同位素的仪器,是根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理,按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器,其原理如图所示.现有一束速度相同的粒子(不计重力)由上端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列表述中正确的是(  )
A.该束带电粒子带负电
B.速度选择器的P2极板带正电
C.能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于[EB1
扬帆周游 1年前 已收到1个回答 举报

火炎眼 幼苗

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解题思路:由图可知,粒子进入匀强磁场B2中受到洛伦兹力而做匀速圆周运动,根据粒子向下偏转,即可知粒子所受的洛伦兹力方向向下,由左手定则可判断粒子的电性.
粒子速度选择器中受到电场力和洛伦兹力两个作用,电场力不变,速度方向不变,可知洛伦兹力与电场力应平衡,由左手定则判断出洛伦兹力方向,由平衡条件即可确定出P1极板带什么电.
粒子进入匀强磁场B2中受到洛伦兹力而做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得到半径表达式,根据半径公式分析半径越大时,粒子的质量和比荷的大小.

A、由图可知,带电粒子进入匀强磁场B2时向下偏转,所以粒子所受的洛伦兹力方向向下,根据左手定则判断得知该束粒子带正电.故A错误.
B、在平行金属板中受到电场力和洛伦兹力两个作用而做匀速直线运动,由左手定则可知,洛伦兹力方向竖直向上,则电场力方向向下,粒子带正电,电场强度方向向下,所以速度选择器的P1极板带正电.故B错误.
C、通过狭缝S0的带电粒子所受电场力和洛伦兹力相等,即qvB1=qE,得:v=
E
B1,故C正确;
D、粒子进入匀强磁场B2中受到洛伦兹力而做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得:
qvB=m
v2/r],得r=[mv/qB]可见,由于v是一定的,B不变,半径r越小,则比荷越大.故D正确.
故选:CD.

点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力;带电粒子在匀强电场中的运动.

考点点评: 本题关键要理解速度选择器的原理:电场力与洛伦兹力,粒子的速度一定.粒子在磁场中偏转时,由洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律则可得到半径.

1年前

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