如图是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后.进入速度选择器.速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2．平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场．下列说法正确的是( )A．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里B．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于B / EC．题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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如图是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E，平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A₁A₂．平板S下方有磁感应强度为B₀的匀强磁场．下列说法正确的是（　　）

A．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里

B．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于B / E

C．比荷（q/m）越大的粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P

D．粒子从P点运动到胶片A₁A₂的时间为2πm/qB₀

试题分析：A、假设带电粒子带正电，在速度选择器中受向右的电场力，根据二力平衡可知受向左的洛伦兹力，根据左手定则判定，速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外；错误
B、由于

，所以带电粒子的速率

；错误
C、根据

可知，

，所以比荷（q/m）越大的粒子半径越小，打在胶片上的位置越靠近狭缝P；正确
D、粒子在磁场中做圆周运动的周期

，所以粒子从P点运动到胶片

的时间为

；错误
故选C
点评：速度选择器的电场和磁场的大小和方向关系是一定的，必须满足电场力的洛伦兹力等大方向才行。质谱仪是一种很好的分析同位素的仪器。

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如图所示是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内的相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E．板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A₁A₂．板S下方有强度为B₀的匀强磁场．下列表述正确的是（　　）

A．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外

B．加速电场的电压越大，能通过狭缝P的带电粒子的速率越大

C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于

D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越大

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（14分）1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，解决了粒子的加速问题。现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中。某型号的回旋加速器的工作原理如图（甲）所示，图（乙）为俯视图。回旋加速器的核心部分为两个D形盒，分别为D₁、D₂。D形盒装在真空容器里，整个装置放在巨大的电磁铁两极之间的强大磁场中，磁场可以认为是匀强磁场，且与D形盒底面垂直。两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。D形盒的半径为R，磁场的磁感应强度为B。设质子从粒子源A处进入加速电场的初速度不计。质子质量为m、电荷量为+q。加速器接入一定频率的高频交变电源，加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。