Question

9．一束质量、速度和电荷量不全相等的离子，经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后，进入另一个匀强磁场中并分裂为A、B束，下列说法中正确的是（　　）

• A． 组成A、B束的离子质量一定不同
• B． 组成A、B束的离子都带正电
• C． 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
• D． A束离子的比荷（$\frac{q}{m}$）大于B束离子的比荷

Answer 1

分析 可以根据左手定则可以判断AB束离子的电性，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=$\frac{E}{B}$，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$\frac{{v}^{2}}{R}$，圆周运动的半径R=$\frac{mv}{qB}$由此进行分析得出结论．

解答 解：A、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=$\frac{E}{B}$；
进入磁场区分开，轨道半径不等，根据公式R=$\frac{mv}{qB}$可知，半径大的比荷小，所以A束离子的比荷（$\frac{q}{m}$）大于B束离子的比荷，但不能说明质量一定不同，故A错误D正确；
B、AB粒子进入磁场后都向左偏，根据左手定则可以判断AB束离子都带正电，故B正确；
C、在速度选择器中，电场方向水平向右，AB粒子所受电场力方向向右，所以洛伦兹力方向向左，根据左手定则可知，速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内，故C错误．
故选：BD．

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．