Question

5．如圖所示，區(qū)域Ⅰ中有正交的勻強電場和勻強磁場，區(qū)域Ⅱ只有勻強磁場，不同的離子（不計重力）從左側進入兩個區(qū)域，區(qū)域Ⅰ中都沒有發(fā)生偏轉，區(qū)域Ⅱ中做圓周運動的軌跡都相同，則關于這些離子說法正確的是（　�。�

• A． 離子一定都帶正電
• B． 這些離子進入復合場的初速度相等
• C． 離子的比荷一定相同
• D． 這些離子的初動量一定相同

Answer 1

分析 由題意中的離子在區(qū)域Ⅰ中直線運動，可知離子受力平衡，由牛頓運動定律可判斷出粒子具有相同的速度；進入?yún)^(qū)域Ⅱ后，各離子的運動半徑相同，由離子在勻強磁場中的運動半徑結合速度相等可推導出離子具有相同的比荷．

解答 解：在正交的電磁場區(qū)域中，離子不偏轉，說明離子受力平衡，在此區(qū)域Ⅰ中，離子受電場力和洛倫茲力，由qvB=qE，得v=$\frac{E}{B}$，可知這些正離子具有相同的速度；
離子進入只有勻強磁場的區(qū)域Ⅱ時，離子運動的軌跡相同，說明它們偏轉的方向相同，則受到的洛倫茲力的方向相同，所以這些離子帶相同電性的電荷，但不能判斷出是正電荷，還是負電荷；
離子進入只有勻強磁場的區(qū)域Ⅱ時，偏轉半徑相同，由R=$\frac{mv}{qB}$和v=$\frac{E}{B}$，可知，R=$\frac{mE}{{qB}^{2}}$；離子的比荷一定相同，不能判斷出具有相同的動量．
所以這些離子具有相同的比荷與相同的速度；故AD錯誤，BC正確
故選：BC

點評 帶電粒子在正交的勻強電場和勻強磁場中運動，要注意對其進行運動狀態(tài)的分析和受力分析，此種情況往往會出現(xiàn)電場力和磁場力平衡，從而可得到帶電粒子能勻速直線通過正交的勻強電場和勻強磁場的條件，即為v=$\frac{E}{B}$；這種問題的本質(zhì)還是力學問題，往往要按力學的基本思路，運用力學的基本規(guī)律研究和解決此類問題．