Question

圖中所示為某種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。此質(zhì)譜儀由以下幾部分構(gòu)成：粒子源N；P、Q間的加速電場；靜電分析器，即中心線半徑為R的四分之一圓形通道，通道內(nèi)有均勻輻射電場，方向沿徑向指向圓心O，且與圓心O等距的各點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等；磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向外；膠片M。由粒子源發(fā)出的不同帶電粒子，經(jīng)加速電場加速后進(jìn)入靜電分析器，某些粒子能沿中心線通過靜電分析器并經(jīng)小孔S垂直磁場邊界進(jìn)入磁場，最終打到膠片上的某點(diǎn)。粒子從粒子源發(fā)出時(shí)的初速度不同，不計(jì)粒子所受重力。下列說法中正確的是

A．從小孔S進(jìn)入磁場的粒子速度大小一定相等

B．從小孔S進(jìn)入磁場的粒子動(dòng)能一定相等

C．打到膠片上同一點(diǎn)的粒子速度大小一定相等

D．打到膠片上位置距離O點(diǎn)越遠(yuǎn)的粒子，比荷越大

Answer 1

C

解析試題分析：粒子經(jīng)加速電場加速后根據(jù)動(dòng)能定理，在四分之一圓形通道內(nèi)，有徑向的均勻輻射電場，粒子最終經(jīng)小孔S垂直磁場邊界進(jìn)入磁場，說明在圓形通道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，電場力提供向心力，從小孔S進(jìn)入磁場的粒子，在圓形通道內(nèi)經(jīng)過的位置電場強(qiáng)度相同，圓周運(yùn)動(dòng)半徑相同。根據(jù)，雖然半徑相同，但是電荷量和質(zhì)量關(guān)系不明確，所以速度大小不確定，動(dòng)能大小不確定，選項(xiàng)AB錯(cuò)。進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，打到膠片上同一點(diǎn)的粒子半徑相同，根據(jù)，由于電場強(qiáng)度磁場強(qiáng)度和圓形通道內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)半徑相同，所以半徑相同，選項(xiàng)C對(duì)。打到膠片上位置距離O點(diǎn)越遠(yuǎn)的粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)半徑越大即越大，說明速度越小，與比荷無關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)。
考點(diǎn)：帶電粒子在電場磁場中的運(yùn)動(dòng)