Question

8．如圖所示，質(zhì)量、速度和電量都未知的正離子，垂直地射入勻強(qiáng)電場E₁和勻強(qiáng)磁場B₁共同存在的區(qū)域，發(fā)現(xiàn)有些離子保持原來的運(yùn)動方向，沒有發(fā)生任何偏轉(zhuǎn)，如果讓這些離子再垂直進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場B₂中，發(fā)現(xiàn)這些離子束再次分裂成幾束，其再次分裂的原因不會是因?yàn)椋ā　。?table class="qanwser">A．離子束的離子有不同的質(zhì)量B．離子束的離子有不同的電量C．離子束的離子有不同的速度D．離子束的離子有不同的動能

Answer 1

分析 粒子在磁場和電場正交區(qū)域里，同時受到洛倫茲力和電場力作用，粒子沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明粒子所受電場力和洛倫茲力平衡，滿足qvB=qE，即不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的粒子具有共同的速度大小v=$\frac{E}{B}$，粒子進(jìn)入磁場后受洛倫茲力作用做勻速圓周運(yùn)動，滿足$qvB=m\frac{{v}^{2}}{R}$，圓周運(yùn)動的半徑R=$\frac{mv}{qB}$，由此進(jìn)行分析得出結(jié)論．

解答 解：C、因?yàn)榱Ｗ舆M(jìn)入電場和磁場正交區(qū)域時不發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明粒子所受電場力和洛倫茲力平衡，有qvB=qE，得出能不偏轉(zhuǎn)的粒子速度滿足$v=\frac{E}{B}$，其再次分裂的原因不會是因?yàn)樗俣炔幌嗟龋�故C符合題意，是正確的；
A、B、D、粒子進(jìn)入磁場后受洛倫茲力作用，粒子做勻速圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力，即$qvB=m\frac{{v}^{2}}{R}$，圓周運(yùn)動的半徑R=$\frac{mv}{qB}$，由于粒子又分裂成幾束，也就是粒子做勻速圓周運(yùn)動的半徑R不同，代入數(shù)據(jù)有R=$\frac{mv}{qB}$，進(jìn)入第二個勻強(qiáng)磁場時，粒子具有相同的速度，所以粒子能分裂成幾束，所以粒子的$\frac{m}{q}$比值不同就可以了．由此可得：
它們的質(zhì)量一定各不相同，錯誤，因?yàn)橹灰獫M足$\frac{m}{q}$不同就可以了，質(zhì)量可以相同；
它們的電量一定各不相同，錯誤，因?yàn)橹灰獫M足$\frac{m}{q}$不同就可以了，電量可以相同；
因?yàn)樗俣葀相同，故若動能相同，則物體的質(zhì)量亦相同，質(zhì)量一定相同不能推出$\frac{m}{q}$一定不相同，故ABD錯誤．
本題選擇再次分裂的原因不會的，故選：C．

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