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增大,由evB=mvr2得r=emBv,即r减小,电子束径迹半径变小,A正确;仅升高电子枪加速电场的电压U,由动能定理eU=12mv2得v=2emU,即v增大,又r=mqvB,所以电子束径迹的半径变大,B错误;因T=2πvr=2eπBm,周期与速度v大小无关,电子做圆周运动的周期不变,C错误;要使电子形成图乙中的运动径迹,玻璃泡内磁场方向应垂直纸面向里,而要形成垂直纸面向里的磁场,由安培定则知,励磁线圈中应通以顺时针方向的电流,D错误。答案A
f1.原理如图2所示
基础梳理
图22.加速:带电粒子进入质谱仪的加速电场,由动能定理:qU=12mv2①
mv23.偏转:带电粒子进入质谱仪的偏转磁场,洛伦兹力提供向心力:qvB=r②4.由①②两式可以求出粒子的比荷、质量以及偏转磁场的磁感应强度等。5.应用:可以测定带电粒子的质量和分析同位素。
典例精析【例2】如图3是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器。速度选择器内存在正交的匀强磁场和匀强电场。匀强磁场的磁感应强度为B,匀强电场的电场强度为E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是
图3A.质谱仪是分析同位素的重要工具B.速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向内C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于2BED.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越小解析因同位素原子的化学性质完全相同,无法用化学方法进行分析,故质谱仪就成为同位素分析的重要工具,选项A正确;在速度选择器中,带电粒子所受电场力和洛伦兹力在粒子
f沿直线运动时应等大反向,结合左手定则可知选项B错误;再由qE=qvB有v=EB,选项C错误;在磁感应强度为B0的匀强磁场中R=qmBv0,所以qm=Bv0R,选项D错误。答案A
1任何粒子只要满足v=EB,就能匀速直线通过选择器,与粒子的电荷量、质量无关。2速度选择器只能单向应用。对于上题图所示速度选择器,如从下方射入,则正、负粒子所受电场力和洛伦兹力方向相同,不可能做匀速直线运动。
即学即练2.2018浙江东阳中学模拟如图4所示,一质子不计重力以速度v穿过互相垂直的电场和磁场区域而没有发生偏转,则
图4A.若电子以相同速度v射入该区域,将会发生偏转B.无论何种带电粒子,只要以相同速度射入都不会发生偏转C.若质子的速度v′v,它将向下偏转而做类平抛运动D.若质子的速度v′v,它将向上偏转,其运动轨迹既不是圆弧也不是抛物线r
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