Question

14．如图所示，a、b是一对平行金属板，分别接到直流电源两极上，右边有一挡板，正中间开有一小孔d，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，在a、b两板间还存在着匀强电场E．从两板左侧中点c处射入一束正离子（不计重力），这些正离子都沿直线运动到右侧，从d孔射出后分成3束．则下列判断正确的是（　　）

• A． 这三束正离子的速度一定不相同
• B． 这三束正离子的比荷一定不相同
• C． a、b两板间的匀强电场方向一定由b指向a
• D． 若这三束离子改为带负电而其他条件不变，则仍沿原轨迹运动

Answer 1

分析 离子在复合场中沿水平方向直线通过故有qE=qvB，所以v=$\frac{E}{B}$；三束正离子的在磁场中圆周运动的轨道半径不同，根据r=$\frac{mv}{qB}$=$\frac{m}{q}$×$\frac{E}{{B}^{2}}$可知比荷一定不相同．根据洛伦兹力的方向可以判定电场力的方向从而判定电场的方向．

解答 解：A、3束离子在复合场中运动情况相同，即沿水平方向直线通过故有qE=qvB，所以v=$\frac{E}{B}$，故三束正离子的速度一定相同．故A错误．
B、3束离子在磁场中有qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，故r=$\frac{mv}{qB}$=$\frac{m}{q}$×$\frac{E}{{B}^{2}}$，由于三束正离子的在磁场中圆周运动的轨道半径不同，故比荷一定不相同，然而正离子质量可能相同，电量也有可能相同，故B正确．
C、根据左手定则可知，正粒子受到的洛伦兹力的方向向上，所以电场力必定向下，a、b两板间的匀强电场方向与正电荷受到的电场力的方向相同，一定由a指向b．故C错误；
D、若这三束离子改为带负电而其他条件不变，则在磁场中受到的洛伦兹力的方向相反，不能沿原轨迹运动．故D错误．
故选：B．

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．