选择题6.0分
理综

15.现代质谱仪可用来分析比质子重很多的离子,其示意图如图所示,其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速,经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速,为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场,需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子的质量比约为

A

11

B

12

C

121

D

144

正确答案及相关解析

正确答案

D

解析

根据动能定理可得:,带电粒子进入磁场时速度,带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供,,解得:,所以此离子和质子的质量比约为144,故A、B、C错误,D正确。

考查方向

本题主要考查了带电粒子在匀强磁场中的运动和带电粒子在匀强电场中的运动。

解题思路

1)根据动能定理可得带电粒子进入磁场时速度v。

2)带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供向心力列向心力方程。

3)两式联立得出质量的表达式,直接判定。

易错点

1)仍从同一出口离开磁场这一隐含条件可以得出两粒子偏转的半径相同。

2)解方程时得到质量的表达式容易出错。