Question

5．如图所示，区域Ⅰ中有正交的匀强电场和匀强磁场，区域Ⅱ只有匀强磁场，不同的离子（不计重力）从左侧进入两个区域，区域Ⅰ中都没有发生偏转，区域Ⅱ中做圆周运动的轨迹都相同，则关于这些离子说法正确的是（　　）

• A． 离子一定都带正电
• B． 这些离子进入复合场的初速度相等
• C． 离子的比荷一定相同
• D． 这些离子的初动量一定相同

Answer 1

分析 由题意中的离子在区域Ⅰ中直线运动，可知离子受力平衡，由牛顿运动定律可判断出粒子具有相同的速度；进入区域Ⅱ后，各离子的运动半径相同，由离子在匀强磁场中的运动半径结合速度相等可推导出离子具有相同的比荷．

解答 解：在正交的电磁场区域中，离子不偏转，说明离子受力平衡，在此区域Ⅰ中，离子受电场力和洛伦兹力，由qvB=qE，得v=$\frac{E}{B}$，可知这些正离子具有相同的速度；
离子进入只有匀强磁场的区域Ⅱ时，离子运动的轨迹相同，说明它们偏转的方向相同，则受到的洛伦兹力的方向相同，所以这些离子带相同电性的电荷，但不能判断出是正电荷，还是负电荷；
离子进入只有匀强磁场的区域Ⅱ时，偏转半径相同，由R=$\frac{mv}{qB}$和v=$\frac{E}{B}$，可知，R=$\frac{mE}{{qB}^{2}}$；离子的比荷一定相同，不能判断出具有相同的动量．
所以这些离子具有相同的比荷与相同的速度；故AD错误，BC正确
故选：BC

点评 带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中运动，要注意对其进行运动状态的分析和受力分析，此种情况往往会出现电场力和磁场力平衡，从而可得到带电粒子能匀速直线通过正交的匀强电场和匀强磁场的条件，即为v=$\frac{E}{B}$；这种问题的本质还是力学问题，往往要按力学的基本思路，运用力学的基本规律研究和解决此类问题．