Question

如圖所示，一束正離子垂直地射入勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場正交的區(qū)域里，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有些離子保持原來的運動方向，未發(fā)生任何偏轉(zhuǎn)．如果讓這些不偏轉(zhuǎn)離子進(jìn)入另一個勻強(qiáng)磁場中，發(fā)現(xiàn)這些離子又分裂成幾束．對這些進(jìn)入后一磁場的離子，可得出結(jié)論（ ）

A．它們進(jìn)入磁場時的速度一定相同
B．它們的電量一定各不相同
C．它們的質(zhì)量一定各不相同
D．它們的動能一定相同

Answer 1

【答案】分析：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=，粒子進(jìn)入磁場后受洛倫茲力作用做勻速圓周運動，滿足，圓周運動的半徑R=，由此進(jìn)行分析得出結(jié)論．
解答：解：因為粒子進(jìn)入電場和磁場正交區(qū)域時不發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明粒子所受電場力和洛倫茲力平衡，有qvB=qE，得出能不偏轉(zhuǎn)的粒子速度滿足，故有A正確；
粒子進(jìn)入磁場后受洛倫茲力作用，粒子做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，即，圓周運動的半徑R=，由于粒子又分裂成幾束，也就是粒子做勻速圓周運動的半徑R不同，代入數(shù)據(jù)有R=，進(jìn)入第二個勻強(qiáng)磁場時，粒子具有相同的速度，所以粒子能分裂成幾束，所以粒子的比值不同就可以了．由此可得：
B、它們的電量一定各不相同，錯誤，因為只要滿足不同就可以了，電量可以相同；
C、它們的質(zhì)量一定各不相同，錯誤，因為只要滿足不同就可以了，質(zhì)量可以相同；
D、因為速度v相同，故若動能相同，則物體的質(zhì)量亦相同，質(zhì)量一定相同不能推出一定不相同，故D錯誤．
故選A．
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(qiáng)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．