Question

16．氘核（²₁H）和氚核（³₁H）均帶正電，且所帶電量相等，質量之比是2：3．如果它們在同一垂直紙面向里的勻強磁場中運動時  的軌跡完全相同，如圖所示，則氘核和氚核（　　）

• A． 都沿順時針方向運動
• B． 運動的周期相同
• C． 運動的動能相同
• D． 運動的動量大小相等

Answer 1

分析 粒子在磁場中做勻速圓周運動．洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律求出粒子的軌道半徑，然后答題．

解答 解：A、粒子在磁場中做勻速圓周運動，粒子運動方向與粒子射入磁場時的速度方向有關，粒子進沿順時針方向運動，也可能沿逆時針方向運動，故A錯誤；
B、粒子在磁場中做圓周運動的周期：T=$\frac{2πm}{qB}$，粒子的比荷$\frac{q}{m}$不同，粒子做圓周運動的周期不同，故B錯誤；
C、粒子在磁場中做圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，解得：r=$\frac{mv}{qB}$=$\frac{p}{qB}$，q、B相同，由題意可知：r相同，則粒子的動量大小p相同，粒子的動能：E_K=$\frac{{p}^{2}}{2m}$，粒子動量p大小相等而質量m不同，則粒子的動能不同，故C錯誤，D正確；
故選：D．

點評 本題考查了粒子在磁場中的運動，知道洛倫茲力提供向心力是正確解題的關鍵，應用牛頓第二定律、粒子做圓周運動的周期公式可以解題，本題是一道常規(guī)題．