質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示，帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入速度選擇器，速度選擇器的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別為B1和E．粒子從狹縫S射出后進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后打在照相底片上．下列關(guān)于質(zhì)譜儀的說法正確的是（　�。�
分析：A、帶電粒子在速度選擇器中受到的洛倫茲力與電場(chǎng)力方向相反，由左手定則判斷出洛倫茲力方向，然后判斷電場(chǎng)方向；
B、根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的方向，由左手定則可以判斷出粒子所帶電荷的正負(fù)；
C、粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律求出粒子運(yùn)動(dòng)軌道半徑，然后答題；
D、由牛頓第二定律可以求出粒子的比荷．
解答：解：A、由左手定則可知，正電荷所受洛倫茲力向左，則它受到的電場(chǎng)力向右，則電場(chǎng)方向向右，故A錯(cuò)誤；
B、帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)方向，判斷粒子所受洛倫茲力方向，由左手定則可以判斷出粒子的電性，故B錯(cuò)誤；
C、通過速度選擇器的帶電粒子所受電場(chǎng)力與磁場(chǎng)力相等，qE=qvB1，v=
E
B1
，在磁場(chǎng)中，洛倫茲力提供粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由牛頓第二定律得：qvB2=m
v2
R
，則
q
m
=
E
B1B2R
，由此可知，粒子打在底片上距離狹縫的距離2R越小，它的比荷越大，故C錯(cuò)誤；
D、若粒子打在底片上的位置與狹縫的距離為L(zhǎng)，則粒子的軌道半徑R=
L
2
，則該粒子的比荷為
q
m
=
E
B1B2R
=
2E
B1B2L
，故D正確；
故選D．
點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道粒子在速度選擇器和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，掌握帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑公式．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)有一種“雙聚焦分析器”質(zhì)譜儀，工作原理如圖所示．加速電場(chǎng)的電壓為U，靜電分析器中有輻向會(huì)聚電場(chǎng)，即與圓心O1等距各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同，方向沿徑向指向圓心O1；磁分析器中以O(shè)2為圓心、圓心角為90°的扇形區(qū)域內(nèi)，分布著方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行．由離子源發(fā)出一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子（初速度為零，重力不計(jì)），經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，從M點(diǎn)沿垂直于該點(diǎn)的電場(chǎng)方向進(jìn)入靜電分析器，在靜電分析器中，離子沿半徑為R的四分之一圓弧軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并從N點(diǎn)射出靜電分析器．而后離子由P點(diǎn)沿著既垂直于磁分析器的左邊界，又垂直于磁場(chǎng)方向射入磁分析器中，最后離子沿垂直于磁分析器下邊界的方向從Q點(diǎn)射出，并進(jìn)入收集器．測(cè)量出Q點(diǎn)與圓心O2的距離為d，位于Q點(diǎn)正下方的收集器入口離Q點(diǎn)的距離為
d2
．（題中的U、m、q、R、d都為已知量）
（1）求靜電分析器中離子運(yùn)動(dòng)軌跡處電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小；
（2）求磁分析器中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；
（3）現(xiàn)將離子換成質(zhì)量為4m，電荷量仍為q的另一種正離子，其它條件不變．磁分析器空間足夠大，離子不會(huì)從圓弧邊界射出，收集器的位置可以沿水平方向左右移動(dòng)，要使此時(shí)射出磁分析器的離子仍能進(jìn)入收集器，求收集器水平移動(dòng)的距離．

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年浙江�。＃└呷谝淮温�(lián)考物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

（20分）有一種“雙聚焦分析器”質(zhì)譜儀，工作原理如圖所示。加速電場(chǎng)的電壓為U，靜電分析器中有會(huì)聚電場(chǎng)，即與圓心O1等距各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同，方向沿徑向指向圓心O1，磁分析器中以O(shè)2為圓心、圓心角為90°的扇形區(qū)域內(nèi)，分布著方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行。由離子源發(fā)出一個(gè)品質(zhì)為m、電荷量為q的正離子（初速度為零，重力不計(jì)），經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，從M點(diǎn)沿垂直于該點(diǎn)的電場(chǎng)方向進(jìn)入靜電分析器，在靜電分析器中，離子沿半徑為R的四分之一圓弧軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并從N點(diǎn)射出靜電分析器。而后離子由P點(diǎn)沿著既垂直于磁分析器的左邊界，又垂直于磁場(chǎng)方向射入磁分析器中，最后離子沿垂直于磁分析器下邊界的方向從Q點(diǎn)射出，并進(jìn)入收集器。測(cè)量出Q點(diǎn)與圓心O2的距離為d，位于Q點(diǎn)正下方的收集器入口離Q點(diǎn)的距離為d/2。（題中的U、m、q、R、d都為已知量）

（1）求靜電分析器中離子運(yùn)動(dòng)軌跡處電場(chǎng)強(qiáng)度E的大��；

（2）求磁分析器中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；

（3）現(xiàn)將離子換成品質(zhì)為4m ,電荷量仍為q的另一種正離子，其它條件不變。磁分析器空間足夠大，離子不會(huì)從圓弧邊界射出，收集器的位置可以沿水平方向左右移動(dòng)，要使此時(shí)射出磁分析器的離子仍能進(jìn)入收集器，求收集器水平移動(dòng)的距離。

 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示，帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入速度選擇器，速度選擇器的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別為B1和E．粒子從狹縫S射出后進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后打在照相底片上．下列關(guān)于質(zhì)譜儀的說法正確的是（　�。�
A．速度選擇器中的電場(chǎng)方向應(yīng)該是指向左方的
B．因?yàn)樗俣冗x擇器本身并不選擇電性，所以不能確定圖示中的帶電粒子的正負(fù)
C．質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具，粒子打在底片上距離狹縫越近，它的比荷越小
D．若粒子打在底片上的位置與狹縫的距離為L(zhǎng)，則該粒子的比荷為
2E
B1B2L
精英家教網(wǎng)

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年四川省成都市雙流縣棠湖外語實(shí)驗(yàn)學(xué)校高二（上）月考物理試卷（12月份）（解析版） 題型：選擇題

質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示，帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入速度選擇器，速度選擇器的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別為B1和E．粒子從狹縫S射出后進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后打在照相底片上．下列關(guān)于質(zhì)譜儀的說法正確的是（ ）

A．速度選擇器中的電場(chǎng)方向應(yīng)該是指向左方的
B．因?yàn)樗俣冗x擇器本身并不選擇電性，所以不能確定圖示中的帶電粒子的正負(fù)
C．質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具，粒子打在底片上距離狹縫越近，它的比荷越小
D．若粒子打在底片上的位置與狹縫的距離為L(zhǎng)，則該粒子的比荷為

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