Question

14．如圖所示，a、b是一對平行金屬板，分別接到直流電源兩極上，右邊有一擋板，正中間開有一小孔d，在較大空間范圍內(nèi)存在著勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向里，在a、b兩板間還存在著勻強電場E．從兩板左側中點c處射入一束正離子（不計重力），這些正離子都沿直線運動到右側，從d孔射出后分成3束．則下列判斷正確的是（　�。�

• A． 這三束正離子的速度一定不相同
• B． 這三束正離子的比荷一定不相同
• C． a、b兩板間的勻強電場方向一定由b指向a
• D． 若這三束離子改為帶負電而其他條件不變，則仍沿原軌跡運動

Answer 1

分析 離子在復合場中沿水平方向直線通過故有qE=qvB，所以v=$\frac{E}{B}$；三束正離子的在磁場中圓周運動的軌道半徑不同，根據(jù)r=$\frac{mv}{qB}$=$\frac{m}{q}$×$\frac{E}{{B}^{2}}$可知比荷一定不相同．根據(jù)洛倫茲力的方向可以判定電場力的方向從而判定電場的方向．

解答 解：A、3束離子在復合場中運動情況相同，即沿水平方向直線通過故有qE=qvB，所以v=$\frac{E}{B}$，故三束正離子的速度一定相同．故A錯誤．
B、3束離子在磁場中有qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，故r=$\frac{mv}{qB}$=$\frac{m}{q}$×$\frac{E}{{B}^{2}}$，由于三束正離子的在磁場中圓周運動的軌道半徑不同，故比荷一定不相同，然而正離子質(zhì)量可能相同，電量也有可能相同，故B正確．
C、根據(jù)左手定則可知，正粒子受到的洛倫茲力的方向向上，所以電場力必定向下，a、b兩板間的勻強電場方向與正電荷受到的電場力的方向相同，一定由a指向b．故C錯誤；
D、若這三束離子改為帶負電而其他條件不變，則在磁場中受到的洛倫茲力的方向相反，不能沿原軌跡運動．故D錯誤．
故選：B．

點評 速度選擇器是利用電場力等于洛倫茲力的原理進行工作的，故速度選擇器只能選擇速度而不能選擇電性．