Question

13．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中一個(gè)未知電性的帶電粒子Q₁在運(yùn)動(dòng)途中與另一個(gè)靜止的異種電性的帶電粒子Q₂發(fā)生合體碰撞，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖示意，不計(jì)粒子重力則（　�。�

• A． Q₁比 Q₂帶電多
• B． Q₁比 Q₂帶電少
• C． 帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡方向是從b至a
• D． 帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡方向無法判定

Answer 1

分析 本題中由于運(yùn)動(dòng) 的方向沒有給出，所以需要假設(shè)兩種情況，粒子可能從a到b運(yùn)動(dòng)，按照這種情況得出粒子的正負(fù)，以及帶電量情況，然后假設(shè)是從b到a運(yùn)動(dòng)，得出粒子的正負(fù)，以及帶電量情況，總結(jié)假設(shè)的結(jié)論與選擇項(xiàng)對(duì)照選擇項(xiàng)選擇正確的答案，

解答 解：假設(shè)粒子是從a到b運(yùn)動(dòng)的，在途中與靜止粒子碰撞，根據(jù)題意
由粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可以判斷出，最初粒子帶負(fù)電，且碰撞之后半徑增大，偏轉(zhuǎn)方向不變，根據(jù)左手定則可知，合體依然帶負(fù)電，
由于碰撞的過程可以看成動(dòng)量守恒，再根據(jù)洛倫茲力提供向心力時(shí)的半徑公式r=$\frac{mv}{qB}$，
由于動(dòng)量不變，半徑變大，所以碰撞后，電荷量變少，
據(jù)此可判斷粒子Q₂帶正電荷，且電荷量小于Q₁；
假設(shè)粒子是從b到a運(yùn)動(dòng)的，在途中與靜止的粒子發(fā)生碰撞，根據(jù)題意
由粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可以判斷，最初粒子帶正電，且碰撞之后半徑減小，偏轉(zhuǎn)方向不變，根據(jù)左手定則，合體依然帶正電，
由于碰撞的過程可以看成動(dòng)量守恒，再根據(jù)洛倫茲力提供向心力時(shí)的半徑公式r=$\frac{mv}{qB}$，
由于動(dòng)量不變，半徑變小，所以碰撞后，電荷量變多，
據(jù)此可判斷粒子Q₂帶正電荷，與題設(shè)中規(guī)定的異種電荷碰撞相矛盾，所以這個(gè)假設(shè)不成立．
故可根據(jù)題意得出的判斷是：
Q₁帶負(fù)電，Q₂帶正電，且Q₁比 Q₂帶電多；
粒子的運(yùn)動(dòng)方向是從a到b的．
根據(jù)以上的分析可知：只有A正確，
故選：A．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道開放性的帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問題，需要假設(shè)情況，討論分析，然后舍棄一種假設(shè)，從而得出正確答案，通過分析假設(shè)的過程，很好的考察了學(xué)生對(duì)帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，以及動(dòng)量知識(shí)情況的考察．