Question

2．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．速度选择器内匀强磁场和匀强电场的方向相互垂直，磁感应强度为B，电场强度为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，下列表述正确的是（　　）

• A． 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内
• B． 只有速率等于$\frac{E}{B}$的带电粒子才能通过狭缝P
• C． 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷$\frac{q}{m}$越小
• D． 用质谱仪可以分析同位素

Answer 1

分析 带电粒子经加速后进入速度选择器，速度为v=$\frac{E}{B}$粒子可通过选择器，然后进入B₀，打在S板的不同位置，

解答 解：A、根据加速电场，可知粒子带正电，则受电场力向右，所以洛伦兹力向左，由左手定则可判断磁场方向垂直纸面向外，故A错误；
B、由qE=qvB，得v=，此时粒子受力平衡，可沿直线穿过选择器，与粒子的电性无关，故B正确；
C、由$\frac{q}{m}$=$\frac{v}{{B}_{0}R}$，知R越小，荷质比越大，故C错误；
D、进入B₀的粒子满足$\frac{q}{m}$=$\frac{v}{{B}_{0}R}$，知道粒子电量后，便可求出m的质量，所以质谱仪可以用来分析同位素，故D正确；
故选：BD

点评 质谱仪工作原理应采取分段分析的方法，即粒子加速阶段，速度选择阶段，在磁场中运动阶段．