Question

1．1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明和同位素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，不计粒子的重力，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P₁极板带负电
• C． 在B₂磁场中运动半径越大的粒子，质量越大
• D． 在B₂磁场中运动半径越大的粒子，比荷$\frac{q}{m}$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