如图所示,a、b、c、d为4个正离子,电荷量相等均为q,同时沿图示方向进入速度选择器后,a粒子射向P1板,b粒子射向P2

如图所示,a、b、c、d为4个正离子,电荷量相等均为q,同时沿图示方向进入速度选择器后,a粒子射向P1板,b粒子射向P2板,c、d两粒子通过速度选择器后,进入另一磁感应强度为B2的磁场,分别打在A1和A2两点,A1和A2两点相距△x.已知速度选择器两板电压为U,两板距离为L,板间磁感应强度为B1,则下列判断正确的是(  )
A.粒子a、b、c、d的速度关系va<vc<vd<vb
B.粒子a、b、c、d的速度关系va<vc=vd<vb
C.粒子c、d的质量关系是mc<md
D.粒子c、d的质量差△m=
B1B2Lq△x
2U
长江三叠浪 1年前 已收到1个回答 举报

祁迹 幼苗

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解题思路:1、粒子进入速度选择器,只有满足qvB=qE,即速度满足v=[E/B],才能通过速度选择器,不发生偏转.当粒子的速度大于[E/B],洛伦兹力大于电场力,粒子向右偏转,当粒子的速度小于[E/B],洛伦兹力小于电场力,粒子向左偏转.
2、由于c、d不偏转,故满足电场力等于洛伦兹力Eq=Bqv,即:[U/d]q=B1qv,化简可得c、d的速度.
3、c、d进入磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力qvB2=m
v2
R
得R=[mvqB2,由于Rc<Rd,故mc<md.根据几何关系△x=2(Rd-Rc)=2(
mdvd
qB2
-
mcvc
qB2
),把c、d的速度值代入,化简得它们的质量差△m.

A、粒子进入速度选择器,只有满足qvB=qE,即速度满足v=[E/B],才能通过速度选择器,不发生偏转.
当粒子的速度大于[E
B1,洛伦兹力大于电场力,粒子向右偏转,
当粒子的速度小于
E
B1,洛伦兹力小于电场力,粒子向左偏转.
c、d不偏转,故满足电场力等于洛伦兹力Eq=Bqv
即:
U/d]q=B1qv
得,vc=vd=[U
dB1
故va<vc=vd<vb,故A错误,B正确;
C、c、d进入磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力qvB2=m
v2/R] 得R=[mv
qB2 由于Rc<Rd,故mc<md,故C正确;
c、d两粒子分别打在A1和A2两点,A1和A2两点相距△x.根据几何关系得:
D、△x=2(Rd-Rc)=2(
mdvd
qB2-
mcvc
qB2),把vc=vd=
U
dB1
代入上式中,化简得
△m=md-mc
B1B2Lq△x/2U].故D正确;
故选:BCD.

点评:
本题考点: 质谱仪和回旋加速器的工作原理;带电粒子在混合场中的运动.

考点点评: 本题关键是要能判断在速度选择器中四个粒子的速度大小关系,带电粒子进入速度选择器,只有满足qvB=qE,即速度满足v=E/B],才能通过速度选择器,不发生偏转.当粒子的速度大于[E/B],洛伦兹力大于电场力,粒子向右偏转,当粒子的速度小于[E/B],洛伦兹力小于电场力,粒子向左偏转.

1年前

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