問題詳情：
如圖所示爲一種質譜儀的工作原理示意圖,此質譜儀由以下幾部分構成:離子源、加速電場、靜電分析器、磁分析器、收集器.靜電分析器通道中心線半徑爲R,通道內有均勻輻*電場,在中心線處的電場強度大小爲E;磁分析器中分佈着方向垂直於紙面,磁感應強度爲B的勻強磁場,其左邊界與靜電分析器的右邊界平行.由離子源發出一個質量爲m、電荷量爲q的正離子(初速度爲零,重力不計),經加速電場加速後進入靜電分析器,沿中心線MN做勻速圓周運動,而後由P點進入磁分析器中,最終經過Q點進入收集器.下列說法中正確的是( )
A．磁分析器中勻強磁場方向垂直於紙面向內
B．加速電場中的加速電壓U=
ER
C．磁分析器中圓心O2到Q點的距離d=
D．任何離子若能到達P點,則一定能進入收集器
【回答】
B
【解析】
A、離子在磁分析器中沿順時針轉動，所受洛倫磁力指向圓心，根據左手定則，磁分析器中勻強磁場方向垂直於紙面向外，故A錯誤.
B、離子在靜電分析器中做勻速圓周運動，根據牛頓第二定律有：
，設離子進入靜電分析器時的速度爲v，離子在加速電場中加速的過程中，由動能定理有：
，解得：
，B正確.
C、離子在磁分析器中做勻速圓周運動，由牛頓第二定律有：
，解得：
，則：
，故C錯誤.
D、由B可知：
，R與離子質量、電量無關；離子在磁場中的軌道半徑：
，離子在磁場中做圓周運動的軌道半徑與電荷的質量和電量有關，能夠到達P點的不同離子，半徑不一定都等於d，不一定能進入收集器，故D錯誤.
故選B.
【點睛】
本題考查粒子在電場中加速與勻速圓周運動，及在磁場中做勻速圓周運動．掌握電場力與洛倫茲力在各自場中應用，注意粒子在靜電分析器中電場力不做功．
知識點：質譜儀與迴旋加速器
題型：選擇題
