Question

9．如圖所示，有一混合正離子束先后通過(guò)正交的電磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ，如果這些離子在區(qū)域Ⅰ中不偏轉(zhuǎn)，進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ后的偏轉(zhuǎn)半徑相同，則它們具有相同的（　�。�

• A． 速率
• B． 質(zhì)量
• C． 電量
• D． 比荷

Answer 1

分析 由題意中的離子在區(qū)域Ⅰ中直線運(yùn)動(dòng)，可知離子受力平衡，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可判斷出粒子具有相同的速度；進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ后，各離子的運(yùn)動(dòng)半徑相同，由離子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑結(jié)合速度相等可推導(dǎo)出離子具有相同的比荷．

解答 解：在正交的電磁場(chǎng)區(qū)域中，正離子不偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明離子受力平衡，在此區(qū)域Ⅰ中，離子受電場(chǎng)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．
進(jìn)入只有勻強(qiáng)磁場(chǎng)的區(qū)域Ⅱ時(shí)，偏轉(zhuǎn)半徑相同，由R=$\frac{mv}{qB}$和v=$\frac{E}{B}$可知，這些正離子具有相同的質(zhì)量．由題意可知電量相同，所有這些離子具有相同的比荷．故選項(xiàng)AD正確，選項(xiàng)BC錯(cuò)誤．
故選：AD．

點(diǎn)評(píng) 帶電粒子在正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，要注意對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析和受力分析，此種情況往往會(huì)出現(xiàn)電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力平衡，從而可得到帶電粒子能勻速直線通過(guò)正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的條件，即為：v=$\frac{E}{B}$．這種問(wèn)題的本質(zhì)還是力學(xué)問(wèn)題，往往要按力學(xué)的基本思路，運(yùn)用力學(xué)的基本規(guī)律研究和解決此類問(wèn)題．