Question

13．1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖．若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是（　　）

• A． 该束带电粒子带负电
• B． 速度选择器的P₂极板带正电
• C． 在B₂磁场中运动半径越大的粒子，质量越小
• D． 在B₂磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小

Answer 1

分析 根据带电粒子在磁场中的偏转方向确定带电粒子的正负．根据在速度选择器中电场力和洛伦兹力平衡确定P₁极板的带电情况．在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力，求出粒子的轨道半径，即可知道轨迹半径与什么因素有关．

解答 解：A、带电粒子在磁场中向下偏转，磁场的方向垂直纸面向外，根据左手定则知，该粒子带正电．故A错误．
B、在平行金属板间，根据左手定则知，带电粒子所受的洛伦兹力方向竖直向上，则电场力的方向竖直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器的P₁极板带正电．故B错误．
C、进入B₂磁场中的粒子速度v是一定的，由牛顿第二定律得：qvB₂=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，解得：r=$\frac{mv}{q{B}_{2}}$，由r=$\frac{mv}{q{B}_{2}}$可知，r越大，比荷$\frac{q}{m}$越小越小，粒子的质量m不一定大，故C错误，D正确．
故选：D．

点评 解决本题的关键会根据左手定则判断洛伦兹力的方向，以及知道在速度选择器中，电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡