Question

9．如圖所示，有一混合正離子束先后通過正交的電磁場區(qū)域Ⅰ和勻強(qiáng)磁場區(qū)域Ⅱ，如果這些離子在區(qū)域Ⅰ中不偏轉(zhuǎn)，進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ后的偏轉(zhuǎn)半徑相同，則它們具有相同的（　　）

• A． 速率
• B． 質(zhì)量
• C． 電量
• D． 比荷

Answer 1

分析 由題意中的離子在區(qū)域Ⅰ中直線運動，可知離子受力平衡，由牛頓運動定律可判斷出粒子具有相同的速度；進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ后，各離子的運動半徑相同，由離子在勻強(qiáng)磁場中的運動半徑結(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，正離子不偏轉(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．
進(jìn)入只有勻強(qiáng)磁場的區(qū)域Ⅱ時，偏轉(zhuǎn)半徑相同，由R=$\frac{mv}{qB}$和v=$\frac{E}{B}$可知，這些正離子具有相同的質(zhì)量．由題意可知電量相同，所有這些離子具有相同的比荷．故選項AD正確，選項BC錯誤．
故選：AD．

點評 帶電粒子在正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中運動，要注意對其進(jìn)行運動狀態(tài)的分析和受力分析，此種情況往往會出現(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，運用力學(xué)的基本規(guī)律研究和解決此類問題．