Question

（2007?海淀區模擬）科學研究發現，宇宙中每種粒子都有與之對應的反粒子，粒子和反粒子具有相同的質量、電量和壽命，只是所帶電荷符號相反，如正電子就是電子的反粒子，也可以叫反電子．反物質由反粒子構成，與地球上物質結構有相似之處．1998年6月3日，美國發射的航天飛機“發現者”號搭載了由中國科學院電工研究所設計制造的α磁譜儀，它的主要使命就是要探測宇宙空間中可能存在的反物質．α磁譜儀由粒子速度選擇器和磁場組成，它可以保證所有進入磁感應強度為B₂的勻強磁場區域的粒子具有共同的速度．若如圖所示α磁譜儀中的4條徑跡分別為質子、反質子、α粒子，反氦核的徑跡，其中哪一條為反氦核的徑跡 （　　）

A．1

B．2

C．3

D．4

Answer 1

分析：粒子通過速度選擇器時電場力與洛倫茲力二力平衡，選擇速度一定的粒子．所有進入磁場中粒子速率都相等．粒子進入磁場中做勻速圓周運動，由洛倫茲力充當向心力，根據半徑公式比較半徑大小，由左手定則判斷偏轉方向，即可確定軌跡．

解答：解：在速度選擇器中，由qvB=qE，得v=

E

B

，則知，所有通過速度選擇器的粒子速度相同．
在磁場中，粒子做勻速圓周運動，由洛倫茲力充當向心力，則由qvB=m

v2

r

得軌跡半徑 r=

mv

qB

，v、B相同，則r與比荷

q

m

成反比．
由于質子與反質子的比荷大于α粒子與反氦核的比荷，所以α粒子與反氦核的半徑大于質子與反質子的半徑．故軌跡2、4可能是反氦核的徑跡．
反氦核帶負電，根據左手定則判斷進入時所受的洛倫茲力方向向左，軌跡向左偏轉，所以軌跡2是反氦核的徑跡．
故選B

點評：本題要理解速度選擇器的原理，關鍵要掌握磁場中圓周運動半徑公式r=

mv

qB

和左手定則，屬于基本題．