Question

5．如圖所示，區(qū)域Ⅰ中有正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，區(qū)域Ⅱ只有勻強(qiáng)磁場，不同的離子（不計(jì)重力）從左側(cè)進(jìn)入兩個(gè)區(qū)域，區(qū)域Ⅰ中都沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，區(qū)域Ⅱ中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡都相同，則關(guān)于這些離子說法正確的是（　　）

• A． 離子一定都帶正電
• B． 這些離子進(jìn)入復(fù)合場的初速度相等
• C． 離子的比荷一定相同
• D． 這些離子的初動(dòng)量一定相同

Answer 1

分析 由題意中的離子在區(qū)域Ⅰ中直線運(yùn)動(dòng)，可知離子受力平衡，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可判斷出粒子具有相同的速度；進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ后，各離子的運(yùn)動(dòng)半徑相同，由離子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)半徑結(jié)合速度相等可推導(dǎo)出離子具有相同的比荷．

解答 解：在正交的電磁場區(qū)域中，離子不偏轉(zhuǎn)，說明離子受力平衡，在此區(qū)域Ⅰ中，離子受電場力和洛倫茲力，由qvB=qE，得v=$\frac{E}{B}$，可知這些正離子具有相同的速度；
離子進(jìn)入只有勻強(qiáng)磁場的區(qū)域Ⅱ時(shí)，離子運(yùn)動(dòng)的軌跡相同，說明它們偏轉(zhuǎn)的方向相同，則受到的洛倫茲力的方向相同，所以這些離子帶相同電性的電荷，但不能判斷出是正電荷，還是負(fù)電荷；
離子進(jìn)入只有勻強(qiáng)磁場的區(qū)域Ⅱ時(shí)，偏轉(zhuǎn)半徑相同，由R=$\frac{mv}{qB}$和v=$\frac{E}{B}$，可知，R=$\frac{mE}{{qB}^{2}}$；離子的比荷一定相同，不能判斷出具有相同的動(dòng)量．
所以這些離子具有相同的比荷與相同的速度；故AD錯(cuò)誤，BC正確
故選：BC

點(diǎn)評(píng) 帶電粒子在正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)，要注意對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析和受力分析，此種情況往往會(huì)出現(xiàn)電場力和磁場力平衡，從而可得到帶電粒子能勻速直線通過正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場的條件，即為v=$\frac{E}{B}$；這種問題的本質(zhì)還是力學(xué)問題，往往要按力學(xué)的基本思路，運(yùn)用力學(xué)的基本規(guī)律研究和解決此類問題．