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如图所示是质谱仪工作原理的示意图.带电粒子a、b经电压U加速(在A点的初速度为零)后,进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动,最后分别打在感光板S上的x1、x2处.图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径,则(  )
A.a的质量一定小于b的质量
B.a的电荷量一定大于b的电荷量
C.在磁场中a运动的时间大于b运动的时间
D.a的比荷大于b的比荷
D
设粒子经电场加速后的速度大小为v,磁场中圆周运动的半径为r,电荷量和质量分别为q、m,打在感光板上的距离为S.
根据动能定理,得
qU=mv2,v=   由qvB=m,r==
则S=2r=
得到由图,Sa<Sb,U、B相同,则
故选D
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,如下图。它的核心部分是两个D形金属盒,两盒相距很近,分别和高频交流电源相连接,两盒间的窄缝中形成匀强电场,使带电粒子每次通过窄缝都得到加速.两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面,带电粒子在磁场中做圆周运动,通过两盒间的窄缝时反复被加速,直到达到最大周半径时通过特殊装置被引出。现要增大粒子射出时的动能,则下列说法正确的是(   )
A.增大电场的加速电压
B.增大磁场的磁感应强度
C.减小狭缝间的距离
D.增大D形盒的半径

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

(6分)如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图。半径为的两个中空D形盒,处于垂直于盒面向里、磁感应强度为的匀强磁场中。两D形盒左端狭缝处放置一场强恒定的加速电场。带电粒子从处以速度沿电场线方向射入加速电场,经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动,接着又从处进入板间,如此反复,最后从D形盒右侧的边缘飞出。对于这种改进后的回旋加速器,带电粒子每运动一周被加速     次。若被加速的带电粒子的电荷量为,质量为,则粒子的最大速度的表达式为      

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)如图14所示,回旋加速器D形盒的半径为R,用来加速质量为m、电荷量为q的质子,使质子由静止加速到能量为E后,由A孔射出,求:

(1)加速器中匀强磁场B的方向和大小;
(2)设两D形盒间距为d,其间电压为U,电场视为匀强电场,质子每次经电
场加速后能量增加,加速到上述能量所需回旋周数;
(3)加速到上述能量所需时间.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置.其核心部分是两个D型金属盒,置于匀强磁场中,两盒分别与高频电源相连。则下列说法正确的是( D  )
A.离子做圆周运动的周期随半径增大
B.离子从磁场中获得能量
C.带电粒子加速所获得的最大动能与加速电压的大小有关
D.带电粒子加速所获得的最大动能与金属盒的半径有关

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

回旋加速器的工作原理如图所示,置于高真空中的D形金属盒,半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。现用回旋加速器加速质子,为了使质子获得的动能增大为原来的4倍,可以(           )
A.将D型金属盒的半径增大为原来的2倍
B.将磁场的磁感应强度增大为原来的4倍
C.将加速电场的电压增大为原来的4倍
D.将加速电场的频率增大为原来的4倍

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)如右上图,在xOy平面第一象限整个区域分布一匀强电场,电场方向平行y轴向下.在第四象限内存在一有界匀强磁场,左边界为y轴,右边界为的直线,磁场方向垂直纸面向外.一质量为m、带电荷量为+q的粒子从y轴上P点以初速度v0垂直y轴射人匀强电场,在电场力作用下从x轴上Q点以与x轴正方向成450角进入匀强磁场.已知OQ=l,不计粒子重力.求:
(1)粒子到达Q点的速度vQ为多大?
(2)P点的纵坐标是多少?
(3)若该粒子在磁场中运动时刚好不会穿过y轴,求磁感应强度B的大小.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,有一垂直于纸面向外的有界匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,其边界为一等腰直角三角形(边界上有磁场),ACD为三角形的三个顶点,AC=AD=L.今有一质量为m、电荷量为+q的粒子(不计重力),以速度v=从CD边上的某点P既垂直于CD边又垂直于磁场的方向射入,然后从AD边上某点Q射出,则有(  )
A.DP<LB.DP<LC.DQ≤LD.DQ≤L

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

用回旋加速器来加速质子,为了使质子获得的动能增加为原来的4倍,原则上可采用下列哪几种方法:(     )
A.将其磁感应强度增大为原来的2倍
B.将其磁感应强度增大为原来的4倍
C.将D形金属盒的半径增大为原来的2倍
D.将D形金属盒的半径增大为原来的4倍

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