Question

如图所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图．速度选择器（也称滤速器）中场强E的方向竖直向下，磁感应强度B₁的方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度B₂的方向垂直纸面向外．在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和B₁入射到速度选择器中，若m_甲=m_乙＜m_丙=m_丁，V_甲＜V_乙=V_丙＜V_丁，在不计重力的情况下，则分别打在P₁、P₂、P₃、P₄四点的离子分别是（　　）

A．甲、乙、丙、丁

B．甲、丁、乙、丙

C．丁、乙、丙、甲

D．甲、丁、丙、乙

Answer 1

分析：粒子通过速度选择器，只有满足qvB=qE，即速度满足v=

E

B

，才能通过速度选择器．当粒子的速度大于

E

B

，洛伦兹力大于电场力，粒子向上偏转，当粒子的速度小于

E

B

，洛伦兹力小于电场力，粒子向下偏转．通过速度选择器进入磁场的粒子，根据qvB=m

v2

R

，比较轨道半径即可知打在哪一点．

解答：解：四种粒子，只有两个粒子通过速度选择器，只有速度满足v=

E

B

，才能通过速度选择器．所以通过速度选择器进入磁场的粒子是乙和丙，根据qvB=m

v2

R

，R=

mv

qB

，乙的质量小于丙的质量，所以乙的半径小于丙的半径，则乙打在P₃点，丙打在P₄点．
甲的速度小于乙的速度，即小于

E

B

，洛伦兹力小于电场力，粒子向下偏转，打在P₁点．丁的速度大于乙的速度，即大于

E

B

，洛伦兹力大于电场力，粒子向上偏转，打在P₂点．故B正确，A、C、D错误．
故选B．

点评：解决本题的关键知道只有速度满足v=

E

B

，粒子才能通过速度选择器．以及知道根据qvB=m

v2

R

，比较出轨道半径的大小．