Question

【題目】如圖所示，一束正離子垂直地射入正交的勻強磁場和勻強電場區域里，結果發現有些離子保持原來的運動方向未發生任何偏轉．如果讓這些不偏轉的離子再垂直進入另一勻強磁場中，發現這些離子又分成幾束．對這些進入后一磁場的不同軌跡的離子，可得出結論（ ）

A. 它們的動量一定各不相同

B. 它們的電量一定各不相同

C. 它們的質量一定各不相同

D. 它們的電量與質量之比一定各不相同

Answer 1

【答案】D

【解析】

粒子在磁場和電場正交區域里,同時受到洛倫茲力和電場力作用,粒子沒有發生偏轉,說明粒子所受電場力和洛倫茲力平衡,滿足,即不發生偏轉的粒子具有共同的速度大小,粒子進入磁場后受洛倫茲力作用做勻速圓周運動,滿足,圓周運動的半徑,由此進行分析得出結論.

因為粒子進入電場和磁場正交區域時,不發生偏轉,說明粒子所受電場力和洛倫茲力平衡,有 ,得出不發生偏轉的粒子速度應滿足 .粒子進入磁場后受洛倫茲力作用,粒子做勻速圓周運動,由洛倫茲力提供向心力,則有 ,則得圓周運動的半徑 ,因為粒子又分裂成幾束,也就是粒子做勻速圓周運動的半徑R不同,進入第二個勻強磁場時,粒子具有相同的速度,由得知,所以粒子能分裂成幾束的粒子的 比值一定不同,則電荷量與質量之比一定各不相同.而質量m、電荷量可能相同,則動量也可能相同.所以D選項是正確的,ABC錯誤.

故選D