Question

12．如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖，粒子源（在加速電場(chǎng)上方，未畫出）產(chǎn)生的帶電粒子（均不計(jì)重力）被加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器，速度選擇器內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度代銷為B，兩極板減電壓為U，極板間距為d，平板S上有可讓粒子通過(guò)的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A₁A₂．平板S下方有方向垂直于紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B₀的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圖中為某中帶電粒子在B₀中形成的軌跡，則下列表述不正確的是（　�。�

• A． 質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具
• B． 因?yàn)樗俣冗x擇器本身并不選擇電性，所以有由該質(zhì)譜儀不能確定圖示中帶電粒子的正負(fù)
• C． 在速度選擇器中能沿直線通過(guò)狹縫P的帶電粒子的速率等于$\frac{U}{{B}_{0}d}$
• D． 粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子通過(guò)狹縫P的速度越小

Answer 1

分析 在速度選擇器中，粒子所受的電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，結(jié)合左手定則判斷磁場(chǎng)的方向，根據(jù)平衡求出粒子的速率．粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)軌道半徑的大小比較比荷．

解答 解：A、質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具．故A正確．
B、粒子受到洛倫茲力在向外的磁場(chǎng)中向左發(fā)生偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則知，帶電粒子一定是帶正電．故B錯(cuò)誤．
C、在速度選擇器中，粒子受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力大小相等，方向相反，根據(jù)qE=qvB得，v=$\frac{E}{B}$．故C錯(cuò)誤．
D、根據(jù)r=$\frac{mv}{qB}$知，粒子越靠近狹縫P，半徑越小；若進(jìn)入磁場(chǎng)的速度相同，則比荷越大；若比荷相同，則位置越靠近狹縫P，粒子通過(guò)狹縫P的速度越�。�可知有兩種情況．故D錯(cuò)誤．
本題選擇不正確的，故選：BCD．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道粒子在速度選擇器中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．結(jié)合平衡和粒子在磁場(chǎng)中的半徑公式分析求解．