电粒子在复合场中的运动
1.如图所示,在两个水平放置的平行金属板之间,电场和磁场的方向相互垂直.一束带电粒子(不计重力)沿直线穿过两板间的空间而不发生偏转.则这些粒子一定具有相同的( )
A.质量m B.电荷量q
C.运动速度v D.比荷
解析:因粒子运动过程中所受电场力与洛伦兹力与速度方向垂直,则粒子能沿直线运动时必是匀速直线运动,电场力与洛伦兹力相平衡,即qE=Bqv,可得v是一定值,则C正确.
答案:C
2.质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具.如图所示为质谱仪的原理示意图,现利用质谱仪对氢元素进行测量.让氢元素三种同位素的离子流从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场.加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中.氢的三种同位素最后打在照相底片D上,形成a、b、c三条“质谱线”.则下列判断正确的是( )
A.进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氕、氘、氚
B.进入磁场时动能从大到小排列的顺序是氕、氘、氚
C.在磁场中运动时间由大到小排列的顺序是氕、氘、氚
D.a、b、c三条“质谱线”依次排列的顺序是氕、氘、氚
解析:氢元素的三种同位素离子均带正电,电荷量大小均为emv2,故进入磁场中的动能相同,B项错;且质量越大的离子速度越小,故A项正确;三种离子进入磁场后,洛伦兹力充当向心力,evB=m,解得:R=,可见,质量越大的圆周运动半径越大,D项错;在磁场中运动时间均为半个周期,t==,可见离子质量越大运动时间越长,C项错.=,经过加速电场,由动能定理有:eU=Ek=