Question

如图所示，在两平行带电金属板间有垂直纸面向里的匀强磁场，质子、氘核、氚核沿平行于金属板方向，从两极板正中间以相同动能射入两极板间，最后都能从极板间射出，其中氘核沿直线运动未发生偏转，则下列说法正确的是（ ）（不计三种粒子的重力）
A．质子和氚核也不会偏转
B．质子偏向上极板
C．氚核偏向上极板
D．射出时动能最大的是氚核

Answer 1

【答案】分析：氘核在复合场中沿水平方向直线通过故有qE=qvB，所以v=，由于相同的电量与相同的动能射入，根据质量不同，所以入射速度不同，从而根据受到的电场力与洛伦兹力的关系，来确定偏转情况．由于洛伦兹力不做功，而电场力定做功，若做正功，则动能增加．若做负功，则动能减小．
解答：解：根据题意，氘核沿直线运动未发生偏转，是因电场力等于洛伦兹力，由于相同的动能，而不同的质量，它们的电量相同且带正电，磁场相同，电场力相同，因而由速度决定洛伦兹力大小，所以氘核的速度处于中间，氚核的速度最小，质子的速度最大．所以质子受到的洛伦兹力大于电场力，而氚核受到的洛伦兹力小于电场力，电场力做功，导致氚核的动能最大；由于电场力做功，导致质子的动能减小，故BD正确，AC错误；
故选B、D．
点评：速度选择器是利用电场力等于洛伦兹力的原理进行工作的，故速度选择器只能选择速度而不能选择电性．同时注意电场力做功导致动能变化，而洛伦兹力始终不做功．