Question

如圖所示為質(zhì)譜儀測(cè)定帶電粒子質(zhì)量的裝置的示意圖．速度選擇器（也稱(chēng)濾速器）中場(chǎng)強(qiáng)E的方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B₁的方向垂直紙面向里，分離器中磁感應(yīng)強(qiáng)度B₂的方向垂直紙面向外．在S處有甲、乙、丙、丁四個(gè)一價(jià)正離子垂直于E和B₁入射到速度選擇器中，若m_甲=m_乙＜m_丙=m_丁，V_甲＜V_乙=V_丙＜V_丁，在不計(jì)重力的情況下，則分別打在P₁、P₂、P₃、P₄四點(diǎn)的離子分別是（　　）

A．甲、乙、丙、丁

B．甲、丁、乙、丙

C．丁、乙、丙、甲

D．甲、丁、丙、乙

Answer 1

分析：粒子通過(guò)速度選擇器，只有滿足qvB=qE，即速度滿足v=

E

B

，才能通過(guò)速度選擇器．當(dāng)粒子的速度大于

E

B

，洛倫茲力大于電場(chǎng)力，粒子向上偏轉(zhuǎn)，當(dāng)粒子的速度小于

E

B

，洛倫茲力小于電場(chǎng)力，粒子向下偏轉(zhuǎn)．通過(guò)速度選擇器進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子，根據(jù)qvB=m

v2

R

，比較軌道半徑即可知打在哪一點(diǎn)．

解答：解：四種粒子，只有兩個(gè)粒子通過(guò)速度選擇器，只有速度滿足v=

E

B

，才能通過(guò)速度選擇器．所以通過(guò)速度選擇器進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子是乙和丙，根據(jù)qvB=m

v2

R

，R=

mv

qB

，乙的質(zhì)量小于丙的質(zhì)量，所以乙的半徑小于丙的半徑，則乙打在P₃點(diǎn)，丙打在P₄點(diǎn)．
甲的速度小于乙的速度，即小于

E

B

，洛倫茲力小于電場(chǎng)力，粒子向下偏轉(zhuǎn)，打在P₁點(diǎn)．丁的速度大于乙的速度，即大于

E

B

，洛倫茲力大于電場(chǎng)力，粒子向上偏轉(zhuǎn)，打在P₂點(diǎn)．故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．
故選B．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道只有速度滿足v=

E

B

，粒子才能通過(guò)速度選擇器．以及知道根據(jù)qvB=m

v2

R

，比較出軌道半徑的大�。�