Question

如圖所示，一束正離子垂直地射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)正交的區(qū)域里，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有些離子保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向，未發(fā)生任何偏轉(zhuǎn)，如果讓這些不偏轉(zhuǎn)離子進(jìn)入另一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，發(fā)現(xiàn)這些離子又分裂成幾束，對(duì)這些進(jìn)入后一磁場(chǎng)的離子，可得出結(jié)論（　　）

• A、它們的動(dòng)能一定不相同
• B、它們的電量一定不相同
• C、它們的質(zhì)量一定不相同
• D、它們的電量與質(zhì)量之比一定不相同

Answer 1

分析：粒子在磁場(chǎng)和電場(chǎng)正交區(qū)域里，同時(shí)受到洛倫茲力和電場(chǎng)力作用，粒子沒(méi)有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明粒子所受電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，滿(mǎn)足qvB=qE，即不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的粒子具有共同的速度大小v=

E

B

，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后受洛倫茲力作用做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．

解答：解：因?yàn)榱Ｗ舆M(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)正交區(qū)域時(shí)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)說(shuō)明粒子所受電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，有qvB=qE，得出能不偏轉(zhuǎn)的粒子速度滿(mǎn)足速度相同；
粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后受洛倫茲力作用，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，即qvB=m

v2

R

，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R=

mv

Bq

，由于粒子又分裂成幾束，也就是粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R不同，進(jìn)入第二個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，粒子具有相同的速度，粒子能分裂成幾束，所以粒子的

m

q

一定不同；但電量與質(zhì)量均可以相同；當(dāng)質(zhì)量相同、電量不同時(shí)，可知?jiǎng)幽芸梢韵嗤�；故ABC錯(cuò)誤；D正確；
故選：D．

點(diǎn)評(píng)：粒子不發(fā)生偏轉(zhuǎn)則可得出粒子所受電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，并由此推算出粒子具有相同的速度v；
在單獨(dú)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中粒子分裂成幾束說(shuō)明粒子的荷質(zhì)比不同，并由此得出電量、質(zhì)量、以及速度所需要滿(mǎn)足的關(guān)系式，從而得出正確的結(jié)論．