Question

17．如圖所示，質(zhì)量、電量均不相同的正離子束垂直射入勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中，兩場互相垂直．離子進(jìn)入正交的場區(qū)后，有一部分離子穿出這一區(qū)域保持原方向進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場中，不計(jì)理力，并且在這一磁場區(qū)域中被分成幾束，這是因?yàn)檫@部分離子具有（　�。�

• A． 相同的速度，不同的比荷
• B． 相同的速度，相同的比荷
• C． 不同的速度，不同的質(zhì)量
• D． 不同的速度，不同的電量

Answer 1

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=$\frac{E}{B}$，粒子進(jìn)入磁場后受洛倫茲力作用做勻速圓周運(yùn)動，滿足qvB=m$\frac{\;{v}^{2}}{R}$，圓周運(yùn)動的半徑R=$\frac{mv}{qB}$，由此進(jìn)行分析得出結(jié)論．

解答 解：因?yàn)榱Ｗ舆M(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qvB₁=qE，得出不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的粒子速度應(yīng)滿足v=$\frac{E}{{B}_{1}}$．
粒子進(jìn)入磁場后受洛倫茲力作用，粒子做勻速圓周運(yùn)動，由洛倫茲力提供向心力，則有qvB₂=m$\frac{{v}^{2}}{R}$，則得圓周運(yùn)動的半徑R=$\frac{mv}{q{B}_{2}}$，
由于粒子又分裂成幾束，也就是粒子做勻速圓周運(yùn)動的半徑R不同，進(jìn)入第二個勻強(qiáng)磁場時，粒子具有相同的速度，由R=$\frac{mv}{q{B}_{2}}$，得知，所以粒子能分裂成幾束的粒子的$\frac{m}{q}$比值一定不同，則電荷量與質(zhì)量之比$\frac{q}{m}$一定各不相同．而質(zhì)量m、電荷量可能相同，則動量也可能相同．故AB正確，CD錯誤．
故選：AB．

點(diǎn)評 此題要能根據(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，理解速度選擇器的原理．在單獨(dú)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．