Question

9．一束質(zhì)量、速度和電荷量不全相等的離子，經(jīng)過(guò)由正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)組成的速度選擇器后，進(jìn)入另一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中并分裂為A、B束，下列說(shuō)法中正確的是（　�。�

• A． 組成A、B束的離子質(zhì)量一定不同
• B． 組成A、B束的離子都帶正電
• C． 速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外
• D． A束離子的比荷（$\frac{q}{m}$）大于B束離子的比荷

Answer 1

分析 可以根據(jù)左手定則可以判斷AB束離子的電性，粒子在磁場(chǎng)和電場(chǎng)正交區(qū)域里，同時(shí)受到洛倫茲力和電場(chǎng)力作用，粒子沒(méi)有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明粒子所受電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，滿(mǎn)足qvB=qE，即不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的粒子具有共同的速度大小v=$\frac{E}{B}$，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后受洛倫茲力作用做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，滿(mǎn)足qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R=$\frac{mv}{qB}$由此進(jìn)行分析得出結(jié)論．

解答 解：A、經(jīng)過(guò)速度選擇器后的粒子速度相同，粒子所受電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，滿(mǎn)足qvB=qE，即不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的粒子具有共同的速度大小v=$\frac{E}{B}$；
進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)分開(kāi)，軌道半徑不等，根據(jù)公式R=$\frac{mv}{qB}$可知，半徑大的比荷小，所以A束離子的比荷（$\frac{q}{m}$）大于B束離子的比荷，但不能說(shuō)明質(zhì)量一定不同，故A錯(cuò)誤D正確；
B、AB粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后都向左偏，根據(jù)左手定則可以判斷AB束離子都帶正電，故B正確；
C、在速度選擇器中，電場(chǎng)方向水平向右，AB粒子所受電場(chǎng)力方向向右，所以洛倫茲力方向向左，根據(jù)左手定則可知，速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向內(nèi)，故C錯(cuò)誤．
故選：BD．

點(diǎn)評(píng) 能根據(jù)粒子不發(fā)生偏轉(zhuǎn)得出粒子所受電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，并由此推算出粒子具有相同的速度v，在單獨(dú)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中粒子分裂成幾束說(shuō)明粒子的荷質(zhì)比不同，并由此得出電量、質(zhì)量、以及速度所需要滿(mǎn)足的關(guān)系式，從而得出正確的結(jié)論．