Question

【題目】如圖所示是一種質譜儀的工作原理示意圖，帶正電粒子從靜止經加速電場加速后，進入速度選擇器，速度選擇器內相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度分別為B和E，擋板S上有可讓粒子通過的狹縫P和顯示粒子位置的熒光屏A1A2，擋板S下方有磁感應強度大小為B0、方向垂直紙面向外的勻強磁場。不計粒子重力，下列表述正確的是（ ）

A.比荷相同的帶電粒子，在相同的加速電壓加速后進入速度選擇器的速度大小相等

B.若速度選擇器中左側極板電勢高于右側極板電勢，則速度選擇器中磁場方向垂直紙面向內

C.能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于

D.若粒子打在熒光屏上的位置到狹縫P的距離為d，則粒子的比荷為

Answer 1

【答案】AD

【解析】

A．設質量為m，電荷量為q的粒子經過電壓U加速后的速度為v，則

所以

可知，比荷相同的粒子在相同的加速電壓加速后進入速度選擇器的速度大小相等。故A正確；
B．粒子帶正電，若速度選擇器中左側極板電勢高于右側極板電勢，則粒子受到的電場力的方向向右，根據二力平衡粒子洛倫茲力的方向向左，根據左手定則可知，速度選擇器中磁場方向垂直紙面向外。故B錯誤；
C．在速度選擇器中，電場力與洛倫茲力平衡，有

qE=qvB

則

故C錯誤；
D．經過速度選擇器進入磁場B'的粒子速度相等，根據知，若粒子打在熒光屏上的位置到狹縫P的距離為d，粒子軌跡的半徑

則粒子的比荷為

故D正確。
故選AD。