Question

11．如圖所示，空間的某個復合場區域內存在著方向相互垂直的勻強電場和勻強磁場．質子由靜止開始經一加速電場加速后，垂直于復合場的界面進入并沿直線穿過場區，質子從復合場區穿出時的動能為E_k，那么氘核同樣由靜止開始經同一加速電場加速后穿過同一復合場后的動能E_k′的大小是（　　）

• A． E_k′=E_k
• B． E_k′＞E_k
• C． E_k′＜E_k
• D． 條件不足，難以確定

Answer 1

分析 粒子在電場中加速時，根據動能定理列式；進入磁場和電場重疊區域后，受向上的洛侖茲力和電場力，根據動能定理列式分析動能的變化情況．

解答 解：質子在加速電場中加速過程，有：qU=$\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}$；
質子沿著直線通過磁場和電場重疊區域時，電場力與洛侖茲力平衡，故質子做勻速直線運動，故：E_k=$\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}$=qU；
氘核的質量是質子的2倍，為2m，電荷量相同，為q，在加速電場中加速過程，有：qU=$\frac{1}{2}•2m{v}_{2}^{2}$；
故v₂＜v₁，進入磁場和電場重疊區域后，洛侖茲力小于電場力，故氘核會向下偏轉，故電場力做正功，故：E_k′$＞\frac{1}{2}•2m{v}_{2}^{2}$；
故E_k′＞qU=E_k；
故選：B

點評 本題關鍵是明確質子和氘核的受力情況和運動情況，要能夠結合動能定理列式分析，基礎題目．