Question

7．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B₁和E．平板上有可让粒子通过的狭缝和记录粒子位置的照相底片，平板下方有强度为B₂的匀强磁场．下列表述正确的是（　　）

• A． 质谱仪是分析同位素的重要工具
• B． 因为速度选择器并不选择粒子的电性，因此无法判断图中粒子的电性
• C． 选择器中电场的方向应该为水平向右
• D． 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，粒子的比荷越小

Answer 1

分析 上方为速度选择器，粒子离子在复合场中沿水平方向直线通过故有qE=qvB，故进入下方确场的粒子速度大小相同，再根据带电粒子在磁场中的运动规律可分析粒子的电性，再对粒子在速度选择器中的受力情况分析电场方向，同时根据洛伦兹力充当向心力即可求得比荷．

解答 解：A、粒子经速度选择器时进入B₀的粒子满足$\frac{q}{m}$，知道粒子电量后，便可求出m的质量，所以质谱仪是用来分析同位素的重要工具，故A正确；
B、虽然速度选择器并不选择粒子的电性，但是根据带电粒子在磁场中的偏转方向，根据左手定则知，该粒子带正电，故B错误；
C、粒子在速度选择器中受洛伦兹力向左，则受电场力向右，而粒子带正电，所以说明电场方向向右，故C正确；
D、因粒子速度相同，则根据Bqv=m$\frac{v^{2}}{r}$可得，$\frac{q}{m}$=$\frac{v}{Br}$，由上式可知，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P半径越小，则说明粒子的比荷越大，故D错误．
故选：AC．

点评 本题考查质谱仪的原理，要明确实际上是带电粒子在复合场和磁场中的运动规律应用，要注意明确带电粒子在磁场中的匀速圆周运动规律和复合场中的平衡规律应用．