Question

（2009?煙臺(tái)三模）如圖所示，一束粒子（不計(jì)重力，初速度可忽略）緩慢通過(guò)小孔O₁進(jìn)入極板間電壓為U的水平加速電場(chǎng)區(qū)域Ⅰ，再通過(guò)小孔O₂射入相互正交的恒定勻強(qiáng)電場(chǎng)、磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ，其中磁場(chǎng)的方向如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可根據(jù)實(shí)際要求調(diào)節(jié)，收集室的小孔O₃與O₁、O₂在同一條水平線(xiàn)上．則（　　）

A．該裝置可篩選出具有特定速度的粒子

B．該裝置可篩選出具有特定質(zhì)量的粒子

C．若射入的粒子電荷量相同，則該裝置篩選出的粒子一定具有相同的質(zhì)量

D．若射入的粒子質(zhì)量相同，則該裝置篩選出的粒子不一定具有相同的電荷量

Answer 1

分析：粒子只有沿O₂、O₃方向做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，粒子才能進(jìn)入收集室，電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡，可得到速度表達(dá)式．根據(jù)動(dòng)能定理得到速度與電荷量、質(zhì)量的關(guān)系．

解答：解：
A、B，粒子只有沿O₂、O₃方向做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，粒子才能進(jìn)入收集室，由qvB=qE，得v=

E

B

，所以該裝置可篩選出具有特定速度的粒子．故A正確，B錯(cuò)誤．
C、D在電場(chǎng)中，根據(jù)動(dòng)能定理得  qU=

1

2

mv2，得 v=

2qU m

，又v=

E

B

，得到

2qU m

=

E

B

，若射入的粒子電荷量相同，則質(zhì)量m一定，所以該裝置篩選出的粒子一定具有相同的質(zhì)量．若射入的粒子質(zhì)量相同，該裝置篩選出的粒子一定具有相同的電荷量．故C正確，D錯(cuò)誤．
故選AC

點(diǎn)評(píng)：本題考查對(duì)粒子速度選擇器原理的理解，根據(jù)平衡條件和動(dòng)能定理結(jié)合進(jìn)行分析．