Question

17．2015年08月21日，美國(guó)好奇號(hào)火星探測(cè)器傳回大量火星照片以及相關(guān)探測(cè)數(shù)據(jù)，其中不少巖土數(shù)據(jù)是依托質(zhì)譜儀進(jìn)行的分析，該質(zhì)譜儀模型如下圖所示，一束未知粒子進(jìn)入該質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡在圖中已經(jīng)標(biāo)出，則（　�。�

• A． 直線(xiàn)通過(guò)復(fù)合場(chǎng)區(qū)域的粒子具有相同的比荷
• B． 直線(xiàn)通過(guò)復(fù)合場(chǎng)區(qū)域的粒子具有相同的速度
• C． 在膠片上打的更遠(yuǎn)的粒子具有更大的速度
• D． 在膠片上打的更遠(yuǎn)的粒子具有更小的比荷

Answer 1

分析 粒子速度選擇器中受到電場(chǎng)力和洛倫茲力兩個(gè)作用，電場(chǎng)力不變，速度方向不變，可知洛倫茲力與電場(chǎng)力應(yīng)平衡，可求得影響速度的因素．
粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B₂中受到洛倫茲力而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得到半徑表達(dá)式，根據(jù)半徑公式分析半徑越大時(shí)，粒子的質(zhì)量和比荷的大�。�

解答 解：AB、粒子能通過(guò)狹縫，電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡，則有：qvB₁=qE，解得v=$\frac{E}{{B}_{1}}$．故A錯(cuò)誤，B正確．
CD、粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B₂中受到洛倫茲力而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得
qvB₂=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，解得r=$\frac{mv}{q{B}_{2}}$．可見(jiàn)，由于v是一定的，B不變，半徑r越大，則比荷$\frac{q}{m}$越小．故C錯(cuò)誤，D正確．
故選：BD．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵要理解速度選擇器的原理：電場(chǎng)力與洛倫茲力，粒子的速度一定．粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)，由洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律則可得到半徑．