Question

2．速度相同的一束粒子，由左端射入速度選擇器后，又進入質譜儀，其運動軌跡如圖所示，則下列說法中正確的是（　�。�

• A． 該束帶電粒子帶負電
• B． 能通過狹縫S₀的帶電粒子的速率等于$\frac{E}{{B}_{2}}$
• C． 若保持B₂不變，粒子打在膠片上的位置越遠離狹縫S₀，粒子的比荷$\frac{q}{m}$越小
• D． 若增大入射速度，粒子在磁場中軌跡半圓將變大

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，根據粒子向下偏轉，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平衡，由平衡條件即可確定能通過狹縫S₀的帶電粒子的速率．
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，根據半徑公式分析半徑越大時，粒子的比荷的大�。�

解答 解：A、由圖可知，帶電粒子進入勻強磁場B₂時向下偏轉，所以粒子所受的洛倫茲力方向向下，根據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，qE=qvB₁，所以：$v=\frac{E}{{B}_{1}}$，b粒子的速度等于a粒子的速度．故B錯誤；
C、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：
qvB₂=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，
得：r=$\frac{mv}{q{B}_{2}}$
可見，由于v是一定的，B₂不變，半徑r越大，則$\frac{q}{m}$越�。�故C正確；
D、粒子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，qE=qvB₁，若增大入射速度，粒子受到的洛倫茲力大于電場力，則粒子在速度選擇器中將向上偏轉，不能通過狹縫S₀．故D錯誤．
故選：C

點評 本題關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．粒子在磁場中偏轉時，由洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律則可得到半徑．