Question

【題目】質譜儀是測量帶電粒子的比荷和分析同位素的重要工具．如圖所示，帶電粒子從容器下方的小孔飄入電勢差為的加速電場，其初速度幾乎為零，然后經過沿著與磁場垂直的方向進入磁感應強度為的勻強磁場中，最后打到照相底片上．現有某種元素的三種同位素的原子核由容器進入質譜儀，最后分別打在底片、、三個位置．不計粒子重力．則打在處的粒子( )

A. 質量最小 B. 比荷最小 C. 動能最小 D. 動量最小

Answer 1

【答案】B

【解析】粒子在電場中加速，由動能定理得：
粒子在磁場中做勻速圓運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得： ；
B、聯立解得： ，由圖示可知：打在處的粒子軌道半徑r最大，打在處的粒子比荷最小，故B正確；
A、由于三種粒子是同位素，粒子所帶電荷量q相等，比荷越小，質量越大，由此可知，打在處的粒子質量最大，故A錯誤；
C、三種粒子的電荷量q相同、加速電壓U相同，由可知，三種粒子的動能相等，故C錯誤；
D、粒子的動量： ，由于粒子動能相等，打在處的粒子質量最大，則打在處的粒子動量最大，故D錯誤。