Question

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。下列表述正确的是

A.只有带正电的粒子能通过速度选择器沿直线进入狭缝 P

B.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P，粒子的比荷越大

C.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里

D.能通过的狭缝 P 的带电粒子的速率等于

Answer

B

【解析】

AD.当粒子通过速度选择器时，必须满足qvB=qE，则得

v=

这个结论与粒子的电性无关，故A错误，D错误；

B. 粒子进入磁场B0中做匀速圆周运动，设轨道半径为r，则：

粒子打在胶片上的位置到狭缝P的距离：

s=2r=

v一定，B0相同，则知s与比荷成反比，即粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，s越小，粒子的比荷越大，故B正确；

C. 假设粒子带正电，在速度选择器中所受的电场力向右，要使粒子做匀速直线运动，所受的洛仑兹力必须向左，根据左手定则判断可知，磁场方向垂直纸面向外，故C错误。