Question

4．1922年英國物理學(xué)家阿斯頓因質(zhì)譜儀的發(fā)明、同位素和質(zhì)譜的研究榮獲諾貝爾化學(xué)獎，一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運動軌跡如圖所示，則下列分析中正確的是（　�。�

• A． 該束帶電粒子帶負電
• B． 速度選擇器的P₁極板帶正電
• C． 在B₂磁場中運動半徑越大的粒子，質(zhì)量越大
• D． 在B₂磁場中運動半徑越大的粒子，比荷越小

Answer 1

分析 由圖可知，粒子進入勻強磁場B₂中受到洛倫茲力而做勻速圓周運動，根據(jù)粒子向下偏轉(zhuǎn)，即可知粒子所受的洛倫茲力方向向下，由左手定則可判斷粒子的電性．
粒子速度選擇器中受到電場力和洛倫茲力兩個作用，電場力不變，速度方向不變，可知洛倫茲力與電場力應(yīng)平衡，由左手定則判斷出洛倫茲力方向，由平衡條件即可確定出P₁極板帶什么電．
粒子進入勻強磁場B₂中受到洛倫茲力而做勻速圓周運動，由牛頓第二定律得到半徑表達式，根據(jù)半徑公式分析半徑越大時，粒子的質(zhì)量和比荷的大�。�

解答 解：A、由圖可知，帶電粒子進入勻強磁場B₂時向下偏轉(zhuǎn)，所以粒子所受的洛倫茲力方向向下，根據(jù)左手定則判斷得知該束粒子帶正電．故A錯誤．
B、在平行金屬板中受到電場力和洛倫茲力兩個作用而做勻速直線運動，由左手定則可知，洛倫茲力方向豎直向上，則電場力方向向下，粒子帶正電，電場強度方向向下，所以速度選擇器的P₁極板帶正電．故B正確．
CD、粒子進入勻強磁場B₂中受到洛倫茲力而做勻速圓周運動，由牛頓第二定律得
 qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，解得r=$\frac{mv}{qB}$．可見，由于v是一定的，B不變，半徑r越大，則$\frac{q}{m}$越小，但質(zhì)量不一定越大．故C錯誤，D正確．
故選：BD．

點評 本題關(guān)鍵要理解速度選擇器的原理：電場力與洛倫茲力，粒子的速度一定．粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)時，由洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律則可得到半徑．