Question

11．如圖所示，速度為v₀、電荷量為q的正離子恰能沿直線飛出離子速度選擇器，選擇器中磁感應強度為B，電場強度為E，則在其他條件不變的情況下（　　）

• A． 若改為電荷量-q的離子，將往上偏
• B． 若改為電荷量+2q的離子，將往上偏
• C． 若變?yōu)樗俣?v₀的離子，將往上偏
• D． 若改為速度$\frac{{v}_{0}}{2}$的離子，仍能沿直線飛出

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，當二力不平衡時，粒子做曲線運動．

解答 解：正離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，應該有：qv₀B=qE，即v₀B=E．
A、若改為電荷量-q的離子，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qv₀B=qE，此時洛倫茲力與電場力仍然平衡，所以負離子不偏轉(zhuǎn)，仍沿直線運動，故A錯誤．
B、若改為電荷量+2q的離子，根據(jù)平衡條件得：qv₀B=qE，即v₀B=E，該等式與離子的電荷量無關(guān)，所以離子仍沿直線運動，故B錯誤．
C、若速度變?yōu)?v₀，洛倫茲力增大為原來的2倍，而離子受的洛倫茲力方向向上，電場力不變，所以離子將向上偏轉(zhuǎn)，故C正確．
D、若速度變?yōu)?\frac{1}{2}$v₀，若離子帶正電，洛倫茲力為原來的$\frac{1}{2}$倍，而離子受的洛倫茲力方向向上，電場力不變，所以離子將向下偏轉(zhuǎn)，同理，若離子帶負電，離子也向下偏轉(zhuǎn)，故D錯誤
故選：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．