题目
[单选题]用磁聚焦法测定电子的荷质比,B大小不变,改变偏转电压则( )A. 半径和螺距均不变B. 半径不变,螺距改变C. 半径改变,螺距不变D. 半径和螺距均改变
[单选题]用磁聚焦法测定电子的荷质比,B大小不变,改变偏转电压则( )
A. 半径和螺距均不变
B. 半径不变,螺距改变
C. 半径改变,螺距不变
D. 半径和螺距均改变
题目解答
答案
A. 半径和螺距均不变
解析
考查要点:本题主要考查磁聚焦法中电子轨迹参数(半径和螺距)与偏转电压、磁场强度的关系,需结合带电粒子在磁场中的运动规律进行分析。
解题核心思路:
- 轨迹半径公式:$r = \frac{mv_\perp}{eB}$,其中$v_\perp$为垂直磁场方向的速度分量。
- 螺距公式:$s = v_\parallel \cdot T = \frac{v_\parallel \cdot 2\pi m}{eB}$,其中$v_\parallel$为平行磁场方向的速度分量,$T$为周期。
- 关键点:当磁场强度$B$不变时,若偏转电压的变化不改变速度分量的大小(仅改变方向),则$r$和$s$均保持不变。
破题关键:
- 偏转电压的作用:在磁聚焦法中,偏转电压通常用于调整电子束的方向,而非改变速度大小。
- 速度分量的稳定性:实验设计中,磁场的聚焦作用确保不同速度的电子聚焦到同一点,此时速度分量的大小保持恒定。
在磁聚焦法中,电子束进入匀强磁场后做螺旋运动。
- 轨迹半径:由公式$r = \frac{mv_\perp}{eB}$可知,当$B$不变时,若$v_\perp$不变,则$r$不变。
- 螺距:由公式$s = \frac{v_\parallel \cdot 2\pi m}{eB}$可知,当$B$不变且$v_\parallel$不变时,$s$也不变。
- 偏转电压的影响:
- 改变偏转电压仅调整电子束的入射方向,不改变速度大小,因此$v_\perp$和$v_\parallel$的大小均保持恒定。
- 由此,轨迹半径和螺距均无变化。