如图所示为某种质谱仪的工作原理示意图.此质谱仪由以下几部分构成:粒子源N;P、Q间的加速电场;静电分析器,即中心线半径为

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  • 解题思路:带电粒子在电场中,在电场力做正功的情况下,被加速运动;后垂直于电场线,在电场力提供向心力作用下,做匀速圆周运动;最后进入匀强磁场,在洛伦兹力作用下,做匀速圆周运动;根据动能定理和牛顿第二定律列式分析即可.

    直线加速过程,根据动能定理,有:

    qU=

    1

    2mv2 ①

    电场中偏转过程,根据牛顿第二定律,有:

    qE=m

    v2

    R ②

    磁场中偏转过程,根据牛顿第二定律,有:

    qvB=m

    v2

    r ③

    A、由①②解得:

    v=

    2qU

    m ④

    R=[2U/E] ⑤

    由⑤式,只要满足R=[2U/E],所有粒子都可以在弧形电场区通过;

    由④式,比荷不同的粒子从小孔S进入磁场的粒子速度大小一定不同,故A错误;

    B、由①式,从小孔S进入磁场的粒子动能为qU,故不同电量的粒子的动能不同,故B错误;

    C、由③④解得:r=

    1

    B

    2mU

    q,打到胶片上同一点的粒子的比荷一定相等;

    由④式,比荷相同,故粒子的速度相同,故C正确;

    D、由③④解得:r=

    1

    B

    2mU

    q,故打到胶片上位置距离O点越远的粒子,比荷越小,故D错误;

    故选:C.

    点评:

    本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动.

    考点点评: 本题关键是明确粒子的运动规律,然后分阶段根据动能定理和牛顿第二定律列式分析.

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