Question

【題目】如圖所示，平行金屬板M、N之間有豎直向下的勻強電場，虛線下方有垂直紙面的勻強磁場，質子和α粒子分別從上板中心S點由靜止開始運動，經電場加速后從O點垂直磁場邊界進入勻強磁場，最后從a、b兩點射出磁場（不計重力），下列說法正確的是

A. 磁場方向垂直紙面向里

B. 從a點離開的是α粒子

C. 從b點離開的粒子在磁場中運動的速率較小

D. 粒子從S出發到離開磁場，由b點離開的粒子所用時間較長

Answer 1

【答案】CD

【解析】粒子在磁場中向左偏轉，由左手定則可知，磁場方向是垂直于紙面向外，故A錯誤。設加速電壓為U，粒子在電場中加速，由動能定理得：Uq=mv2-0，粒子在偏轉磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：qvB=m，解得：，由于α粒子是質子的4倍，而電量是質子的2倍，所以α粒子做勻速圓周運動的半徑大，從a點離開的是質子，從b點離開的是α粒子，故B錯誤。粒子在電場中加速，由動能定理得：Uq=mv2-0，解得：，由于α粒子的比荷小于質子的比荷，α粒子的速率小于質子的速率，α粒子從b點離開，則α粒子的速率較小，故C正確。從S出發到離開磁場的時間t=t電+t磁=，比荷越小，時間越大，即從b點離開的α粒子所用時間較長，故D正確。故選CD。