Question

8．如圖所示為速度選擇器原理示意圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向沿紙面向下，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，一個(gè)正一價(jià)離子（離子的重力很小，忽略不計(jì)）以速度v₀沿直線O₁O₂運(yùn)動(dòng)，從孔O₂出電磁場(chǎng)，則下述判斷正確的是（　�。�

• A． 速度大小v₀=$\frac{E}{B}$
• B． 沿O₁O₂進(jìn)場(chǎng)，速度v＞$\frac{E}{B}$的正二價(jià)離子一定向上偏轉(zhuǎn)
• C． 沿O₁O₂進(jìn)場(chǎng)，速度v=$\frac{E}{B}$的負(fù)離子一定向上偏轉(zhuǎn)
• D． 若離子逆向運(yùn)動(dòng)，沿O₂O₁進(jìn)場(chǎng)，速度v=$\frac{E}{B}$的離子一定是直線運(yùn)動(dòng)

Answer 1

分析 首先根據(jù)粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可判斷粒子的電場(chǎng)力和洛倫茲力相等，即可得知速度與電場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系．再分別假設(shè)粒子帶正電或負(fù)電，可知電場(chǎng)的方向，并發(fā)現(xiàn)電場(chǎng)的方向與電性無(wú)關(guān)．

解答 解：A、為使粒子不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，粒子所受到電場(chǎng)力和洛倫茲力是平衡力，即為qv₀B=qE，所以速度大小v₀=$\frac{E}{B}$，故A正確；
B、由左手定則可知，粒子受到的洛倫茲力的方向向上，若速度v＞$\frac{E}{B}$的正二價(jià)離子沿O₁O₂進(jìn)場(chǎng)，則受到的洛倫茲力：2qvB＞2qE，粒子一定向上偏轉(zhuǎn)．故B正確；
C、若離子帶負(fù)電，洛倫茲力向下，電場(chǎng)力向上，電場(chǎng)力與洛倫茲力之間的大小關(guān)系為：qv₀B=qE，所以負(fù)粒子仍然做勻速直線運(yùn)動(dòng)，與粒子的電性無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；
D、若正離子逆向運(yùn)動(dòng)，沿O₂O₁進(jìn)場(chǎng)，正離子受到的洛倫茲力的方向向下，電場(chǎng)力的方向向下，粒子一定是曲線運(yùn)動(dòng)；同理，若是負(fù)離子，受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力方向都向上，也做曲線運(yùn)動(dòng)．故D錯(cuò)誤，
故選：AB

點(diǎn)評(píng) 在速度選擇器中，粒子的受力特點(diǎn)：同時(shí)受到方向相反的電場(chǎng)力和洛倫茲力作用；
粒子能勻速通過(guò)選擇器的條件：電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，即qvB=qE，v=$\frac{E}{B}$，只有速度為$\frac{E}{B}$的粒子才能沿直線勻速通過(guò)選擇器．