题目内容
13.在匀强磁场中一个未知电性的带电粒子Q1在运动途中与另一个静止的异种电性的带电粒子Q2发生合体碰撞,运动轨迹如图示意,不计粒子重力则( )A. | Q1比 Q2带电多 | B. | Q1比 Q2带电少 | ||
C. | 带电粒子运动的轨迹方向是从b至a | D. | 带电粒子运动的轨迹方向无法判定 |
分析 本题中由于运动 的方向没有给出,所以需要假设两种情况,粒子可能从a到b运动,按照这种情况得出粒子的正负,以及带电量情况,然后假设是从b到a运动,得出粒子的正负,以及带电量情况,总结假设的结论与选择项对照选择项选择正确的答案,
解答 解:假设粒子是从a到b运动的,在途中与静止粒子碰撞,根据题意
由粒子的运动轨迹可以判断出,最初粒子带负电,且碰撞之后半径增大,偏转方向不变,根据左手定则可知,合体依然带负电,
由于碰撞的过程可以看成动量守恒,再根据洛伦兹力提供向心力时的半径公式r=$\frac{mv}{qB}$,
由于动量不变,半径变大,所以碰撞后,电荷量变少,
据此可判断粒子Q2带正电荷,且电荷量小于Q1;
假设粒子是从b到a运动的,在途中与静止的粒子发生碰撞,根据题意
由粒子的运动轨迹可以判断,最初粒子带正电,且碰撞之后半径减小,偏转方向不变,根据左手定则,合体依然带正电,
由于碰撞的过程可以看成动量守恒,再根据洛伦兹力提供向心力时的半径公式r=$\frac{mv}{qB}$,
由于动量不变,半径变小,所以碰撞后,电荷量变多,
据此可判断粒子Q2带正电荷,与题设中规定的异种电荷碰撞相矛盾,所以这个假设不成立.
故可根据题意得出的判断是:
Q1带负电,Q2带正电,且Q1比 Q2带电多;
粒子的运动方向是从a到b的.
根据以上的分析可知:只有A正确,
故选:A.
点评 本题是一道开放性的带电粒子在磁场中运动的问题,需要假设情况,讨论分析,然后舍弃一种假设,从而得出正确答案,通过分析假设的过程,很好的考察了学生对带电粒子在磁场中的运动,以及动量知识情况的考察.
练习册系列答案
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