Question

8．如图所示，一束粒子（不计重力，初速度可忽略）缓慢通过小孔O₁进入极板间电压为U的水平加速电场区域Ⅰ，再通过小孔O₂射入相互正交的恒定匀强电场、磁场区域Ⅱ，其中磁场的方向如图所示，收集室的小孔O₃与O₁、O₂在同一条水平线上．则（　　）

• A． 该装置可筛选出具有特定质量的粒子
• B． 该装置可筛选出具有特定电量的粒子
• C． 该装置可筛选出具有特定速度的粒子
• D． 该装置可筛选出具有特定动能的粒子

Answer 1

分析 粒子只有沿O₂、O₃方向做直线运动，粒子才能进入收集室，电场力与洛伦兹力平衡，可得到速度表达式．根据动能定理得到速度与电荷量、质量的关系．

解答 解：粒子只有沿O₂、O₃方向做直线运动，粒子才能进入收集室，由qvB=qE，得v=$\frac{E}{B}$，所以该装置可筛选出具有特定速度的粒子．
在电场中，根据动能定理得  qU=$\frac{1}{2}$mv²，
解得：v=$\sqrt{\frac{2qU}{m}}$，
又v=$\frac{E}{B}$，
所以$\frac{q}{m}$=$\frac{{E}^{2}}{2U{B}^{2}}$，
所以可以筛选出具有特定比荷的粒子，但不能选出特定质量或特定电荷量的粒子，也不能选出具有特定功能的粒子，故C正确，ABD错误．
故选：C

点评 本题考查对粒子速度选择器原理的理解，根据平衡条件和动能定理结合进行分析．