Question

如圖所示，一束質(zhì)量、速度和電荷量不全相等的正離子，沿著垂直于磁感線、平行于極板的方向豎直向上射入正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場里，結(jié)果有些離子保持原來的運(yùn)動方向，未發(fā)生偏轉(zhuǎn)．如果讓這些未偏轉(zhuǎn)的離子進(jìn)入另一個勻強(qiáng)磁場中，發(fā)現(xiàn)這些離子又分裂為幾束．對這些能夠進(jìn)入后一個磁場的離子，下列說法中正確的是（　　）

A．它們的動能一定不全相同

B．它們的電荷量一定不全相同

C．它們的質(zhì)量一定不全相同

D．它們的荷質(zhì)比一定不全相同

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=

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

v2

R

，圓周運(yùn)動的半徑R=

mv

qB

，由此進(jìn)行分析得出結(jié)論．

解答：解：經(jīng)過速度選擇器后的粒子速度相同，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=

E

B

；
進(jìn)入磁場區(qū)分開，軌道半徑不等，根據(jù)公式R=

mv

qB

，只能說明比荷不同，故A錯誤，B錯誤，C錯誤，D正確；
故選D．

點(diǎn)評：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，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．