質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示，帶電粒子被加速電場加速后進(jìn)入速度選擇器，速度選擇器的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度分別為B1和E．粒子從狹縫S射出后進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場，最后打在照相底片上．下列關(guān)于質(zhì)譜儀的說法正確的是（　�。�
A．速度選擇器中的電場方向應(yīng)該是指向左方的
B．因為速度選擇器本身并不選擇電性，所以不能確定圖示中的帶電粒子的正負(fù)
C．質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具，粒子打在底片上距離狹縫越近，它的比荷越小
D．若粒子打在底片上的位置與狹縫的距離為L，則該粒子的比荷為
2E
B1B2L
精英家教網(wǎng)
A、由左手定則可知，正電荷所受洛倫茲力向左，則它受到的電場力向右，則電場方向向右，故A錯誤；
B、帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)帶電粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)方向，判斷粒子所受洛倫茲力方向，由左手定則可以判斷出粒子的電性，故B錯誤；
C、通過速度選擇器的帶電粒子所受電場力與磁場力相等，qE=qvB1，v=
E
B1
，在磁場中，洛倫茲力提供粒子做圓周運(yùn)動的向心力，由牛頓第二定律得：qvB2=m
v2
R
，則
q
m
=
E
B1B2R
，由此可知，粒子打在底片上距離狹縫的距離2R越小，它的比荷越大，故C錯誤；
D、若粒子打在底片上的位置與狹縫的距離為L，則粒子的軌道半徑R=
L
2
，則該粒子的比荷為
q
m
=
E
B1B2R
=
2E
B1B2L
，故D正確；
故選D．
練習(xí)冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示，帶電粒子被加速電場加速后進(jìn)入速度選擇器，速度選擇器的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度分別為B1和E．粒子從狹縫S射出后進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場，最后打在照相底片上．下列關(guān)于質(zhì)譜儀的說法正確的是（　　）

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精英家教網(wǎng)有一種“雙聚焦分析器”質(zhì)譜儀，工作原理如圖所示．加速電場的電壓為U，靜電分析器中有輻向會聚電場，即與圓心O1等距各點的電場強(qiáng)度大小相同，方向沿徑向指向圓心O1；磁分析器中以O(shè)2為圓心、圓心角為90°的扇形區(qū)域內(nèi)，分布著方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行．由離子源發(fā)出一個質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子（初速度為零，重力不計），經(jīng)加速電場加速后，從M點沿垂直于該點的電場方向進(jìn)入靜電分析器，在靜電分析器中，離子沿半徑為R的四分之一圓弧軌道做勻速圓周運(yùn)動，并從N點射出靜電分析器．而后離子由P點沿著既垂直于磁分析器的左邊界，又垂直于磁場方向射入磁分析器中，最后離子沿垂直于磁分析器下邊界的方向從Q點射出，并進(jìn)入收集器．測量出Q點與圓心O2的距離為d，位于Q點正下方的收集器入口離Q點的距離為
d2
．（題中的U、m、q、R、d都為已知量）
（1）求靜電分析器中離子運(yùn)動軌跡處電場強(qiáng)度E的大��；
（2）求磁分析器中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
（3）現(xiàn)將離子換成質(zhì)量為4m，電荷量仍為q的另一種正離子，其它條件不變．磁分析器空間足夠大，離子不會從圓弧邊界射出，收集器的位置可以沿水平方向左右移動，要使此時射出磁分析器的離子仍能進(jìn)入收集器，求收集器水平移動的距離．

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（20分）有一種“雙聚焦分析器”質(zhì)譜儀，工作原理如圖所示。加速電場的電壓為U，靜電分析器中有會聚電場，即與圓心O1等距各點的電場強(qiáng)度大小相同，方向沿徑向指向圓心O1，磁分析器中以O(shè)2為圓心、圓心角為90°的扇形區(qū)域內(nèi)，分布著方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行。由離子源發(fā)出一個品質(zhì)為m、電荷量為q的正離子（初速度為零，重力不計），經(jīng)加速電場加速后，從M點沿垂直于該點的電場方向進(jìn)入靜電分析器，在靜電分析器中，離子沿半徑為R的四分之一圓弧軌道做勻速圓周運(yùn)動，并從N點射出靜電分析器。而后離子由P點沿著既垂直于磁分析器的左邊界，又垂直于磁場方向射入磁分析器中，最后離子沿垂直于磁分析器下邊界的方向從Q點射出，并進(jìn)入收集器。測量出Q點與圓心O2的距離為d，位于Q點正下方的收集器入口離Q點的距離為d/2。（題中的U、m、q、R、d都為已知量）

（1）求靜電分析器中離子運(yùn)動軌跡處電場強(qiáng)度E的大��；

（2）求磁分析器中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；

（3）現(xiàn)將離子換成品質(zhì)為4m ,電荷量仍為q的另一種正離子，其它條件不變。磁分析器空間足夠大，離子不會從圓弧邊界射出，收集器的位置可以沿水平方向左右移動，要使此時射出磁分析器的離子仍能進(jìn)入收集器，求收集器水平移動的距離。

 

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質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示，帶電粒子被加速電場加速后進(jìn)入速度選擇器，速度選擇器的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度分別為B1和E．粒子從狹縫S射出后進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場，最后打在照相底片上．下列關(guān)于質(zhì)譜儀的說法正確的是（ ）

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C．質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具，粒子打在底片上距離狹縫越近，它的比荷越小
D．若粒子打在底片上的位置與狹縫的距離為L，則該粒子的比荷為

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