如圖所示為阿爾法磁譜儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖,它曾由航天飛機攜帶升空,安裝在阿爾法空間站中,用來探測宇宙射線.現(xiàn)假設(shè)一束由兩種不同粒子組成的宇宙射線,恰好沿直線OO′通過正交的電場和磁場區(qū)域后進入勻強磁場B2,形成兩條徑跡,則下列說法中正確的( 。
分析:粒子在速度選擇器中所受的電場力和洛倫茲力相等,根據(jù)兩個力平衡比較粒子速度的大小.粒子在磁場中做勻速圓周運動,根據(jù)軌道半徑的大小判斷比荷的大。
解答:解:A、在速度選擇器中,粒子電場力與洛倫茲力相等,有qvB=qE,則v=
E
B
.知兩粒子速度相等.故A錯誤,B正確.
C、根據(jù)qvB=m
v2
R
,解得R=
mv
qB
,粒子進入偏轉(zhuǎn)磁場的速度大小相等,軌道半徑大,則比荷小,所以粒子1的比荷大于粒子2的比荷.故C正確,D錯誤.
故選BC.
點評:解決本題的關(guān)鍵知道粒子在速度選擇器中做勻速直線運動,在磁場中做勻速圓周運動.
練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

構(gòu)成物質(zhì)世界的基本粒子有電子、質(zhì)子、中子、介子、超子等,有趣的是不少粒子都有對應(yīng)的反粒子,例如質(zhì)子對應(yīng)有反質(zhì)子,電子對應(yīng)有反電子(正電子)等.反粒子與正粒子有完全相同的質(zhì)量,卻帶有等量異種電荷,具有完全相反的電磁性質(zhì).物理學(xué)家推測,既然有反粒子存在,就有可能有由反粒子組成的反物質(zhì)存在,所以尋找反物質(zhì)是當(dāng)前科學(xué)家關(guān)心的科研熱點之一.
1998年6月,由我國科學(xué)家研制的阿爾法質(zhì)譜儀,由“發(fā)現(xiàn)號”航天飛機搭載升空,尋找宇宙中反物質(zhì)存在的證據(jù).質(zhì)譜儀的核心部分如圖2所示,PQ、MN是兩個平行板,它們之間存在一個勻強磁場區(qū),磁場方向與兩板平行,宇宙射線中的各種粒子從板PQ中央的小孔O垂直進入勻強磁場區(qū),在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)并打在附有感光底片的板MN上,留下痕跡.
(1)已知PQ與MN之間的距離為a,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,宇宙射線中的氫核的質(zhì)量為m,帶電量為e,以速度v從小孔O垂直PQ進入質(zhì)譜儀的磁場區(qū),求氫核在磁場中運動的軌道半徑;
(2)求氫核在MN上留下的痕跡與正對O點的O′點的距離b;
(3)若宇宙射線中的反氦核和反氫核以相同的速度進入質(zhì)譜儀的磁場區(qū),它們在MN上留下的痕跡分別在什么位置?它們與O′點的距離各是多大?

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