Question

10．在平行金屬板間，有如圖所示的互相正交的勻強磁場和勻強電場，a粒子（氦核）以速度v₀從兩板的正中央垂直電場方向和磁場方向射入時恰好能沿直線勻速通過，供下列各小題選擇的答案有：
A．不偏轉(zhuǎn) B．向上偏轉(zhuǎn) C．向下偏轉(zhuǎn) D．向紙內(nèi)或紙外偏轉(zhuǎn)
（1）若質(zhì)子以速度v₀從兩板的正中央垂直電場方向和磁場方向射入時，質(zhì)子將A；
（2）若電子以速度v₀從兩板的正中央垂直電場方向和磁場方向射入時，電子將A；
（3）若質(zhì)子以大于v₀的速度從兩板正中央垂直電場和磁場方向射入時，質(zhì)子將B；
（4）若增大勻強磁場的磁感應(yīng)強度，其他條件不變，電子以速度v₀從兩板的正中央垂直電場方向和磁場方向射入時，電子將C．

Answer 1

分析 粒子受到向上的洛倫茲力和向下的電場力，二力平衡時粒子沿直線運動，當(dāng)二力不平衡時，粒子做曲線運動，由公式qv₀B=qE，電量與電性不會影響粒子的運動性質(zhì)，只有當(dāng)運動方向相反時，才不會做直線運動，從而即可求解．

解答 解：α粒子恰能沿直線飛出離子速度選擇器，根據(jù)左手定則判斷可知，離子受的洛倫茲力方向向上，電場力方向向下，此時洛倫茲力與電場力二力平衡，應(yīng)該有：qv₀B=qE，即v₀B=E．
（1）若改為粒子的電荷量，根據(jù)平衡條件得：q′v₀B=q′E，即v₀B=E，該等式與粒子的電荷量無關(guān)，所以質(zhì)子仍沿直線運動，故選A．
（2、若改為電荷的電性，根據(jù)左手定則判斷可知，離子受的洛倫茲力方向向下，電場力方向向上，由于q″v₀B=q″E，此時洛倫茲力與電場力仍然平衡，所以負(fù)離子不偏轉(zhuǎn)，仍沿直線運動，故選A．
（3）若質(zhì)子以大于v₀的速度，質(zhì)子受到的洛倫茲力大于電場力，所以質(zhì)子將向上偏轉(zhuǎn)，故選B．
（4）若增大勻強磁場的磁感應(yīng)強度，其他條件不變，電子以速度v₀進入后，則向下的洛倫茲力的大小增大，導(dǎo)致電子向下偏轉(zhuǎn)，故選C；
故答案為：（1）A；（2）A；（3）B；（4）C．

點評 本題考查了利用質(zhì)譜儀進行粒子選擇原理，只要對粒子進行正確的受力分析即可解決此類問題，注意掌握粒子做直線運動，一定是勻速直線運動，且粒子的電量與電性均不會影響運動性質(zhì)．