Question

18．如圖所示，質量、速度和電量均不完全相同的正離子垂直于勻強磁場和勻強電場的方向飛入，勻強磁場和勻強電場的方向相互垂直．離子離開該區(qū)域時，發(fā)現(xiàn)有些離子保持原來的速度方向并沒有發(fā)生偏轉．如果再讓這些離子進入另一勻強磁場中，發(fā)現(xiàn)離子束再分裂成幾束．這種分裂的原因是離子束中的離子一定有不同的（　　）

• A． 質量
• B． 電量
• C． 速度
• D． 荷質比

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，說明粒子所受電場力和洛倫茲力平衡，滿足qvB=qE，即不發(fā)生偏轉的粒子具有共同的速度大小v=$\frac{E}{B}$，粒子進入磁場后受洛倫茲力作用做勻速圓周運動．

解答 解：因為粒子進入電場和磁場正交區(qū)域時不發(fā)生偏轉說明粒子所受電場力和洛倫茲力平衡，有qvB=qE，故v=$\frac{E}{B}$，得出能不偏轉的粒子速度滿足速度相同；
粒子進入磁場后受洛倫茲力作用，粒子做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，即：
qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$
故圓周運動的半徑：
R=$\frac{mv}{qB}$
由于粒子又分裂成幾束，也就是粒子做勻速圓周運動的半徑R不同，進入第二個勻強磁場時，粒子具有相同的速度，粒子能分裂成幾束，所以粒子的$\frac{m}{q}$一定不同；故D正確，ABC錯誤；
故選：D．

點評 粒子不發(fā)生偏轉則可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；
在單獨的勻強磁場中粒子分裂成幾束說明粒子的荷質比不同，并由此得出電量、質量、以及速度所需要滿足的關系式，從而得出正確的結論．