题目内容

如图所示,一束质量、速度和电荷量不全相等的正离子,沿着垂直于磁感线、平行于极板的方向竖直向上射入正交的匀强电场和匀强磁场里,结果有些离子保持原来的运动方向,未发生偏转.如果让这些未偏转的离子进入另一个匀强磁场中,发现这些离子又分裂为几束.对这些能够进入后一个磁场的离子,下列说法中正确的是(  )
分析:粒子在磁场和电场正交区域里,同时受到洛伦兹力和电场力作用,粒子没有发生偏转,说明粒子所受电场力和洛伦兹力平衡,满足qvB=qE,即不发生偏转的粒子具有共同的速度大小v=
E
B
,粒子进入磁场后受洛伦兹力作用做匀速圆周运动,满足qvB=m
v2
R
,圆周运动的半径R=
mv
qB
,由此进行分析得出结论.
解答:解:经过速度选择器后的粒子速度相同,粒子所受电场力和洛伦兹力平衡,满足qvB=qE,即不发生偏转的粒子具有共同的速度大小v=
E
B
;
进入磁场区分开,轨道半径不等,根据公式R=
mv
qB
,只能说明比荷不同,故A错误,B错误,C错误,D正确;
故选D.
点评:能根据粒子不发生偏转得出粒子所受电场力和洛伦兹力平衡,并由此推算出粒子具有相同的速度v,在单独的匀强磁场中粒子分裂成几束说明粒子的荷质比不同,并由此得出电量、质量、以及速度所需要满足的关系式,从而得出正确的结论.
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