Question

9．一束質(zhì)量、速度和電荷量不全相等的離子，經(jīng)過由正交的勻強電場和勻強磁場組成的速度選擇器后，進入另一個勻強磁場中并分裂為A、B束，下列說法中正確的是（　　）

• 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，粒子在磁場和電場正交區(qū)域里，同時受到洛倫茲力和電場力作用，粒子沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明粒子所受電場力和洛倫茲力平衡，滿足qvB=qE，即不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的粒子具有共同的速度大小v=$\frac{E}{B}$，粒子進入磁場后受洛倫茲力作用做勻速圓周運動，滿足qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$，圓周運動的半徑R=$\frac{mv}{qB}$由此進行分析得出結(jié)論．

解答 解：A、經(jīng)過速度選擇器后的粒子速度相同，粒子所受電場力和洛倫茲力平衡，滿足qvB=qE，即不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的粒子具有共同的速度大小v=$\frac{E}{B}$；
進入磁場區(qū)分開，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，但不能說明質(zhì)量一定不同，故A錯誤D正確；
B、AB粒子進入磁場后都向左偏，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，電場方向水平向右，AB粒子所受電場力方向向右，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方向垂直紙面向內(nèi)，故C錯誤．
故選：BD．

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