Question

【题目】如图所示，一束正离子垂直地射入正交的匀强磁场和匀强电场区域里，结果发现有些离子保持原来的运动方向未发生任何偏转．如果让这些不偏转的离子再垂直进入另一匀强磁场中，发现这些离子又分成几束．对这些进入后一磁场的不同轨迹的离子，可得出结论（ ）

A. 它们的动量一定各不相同

B. 它们的电量一定各不相同

C. 它们的质量一定各不相同

D. 它们的电量与质量之比一定各不相同

Answer 1

【答案】D

【解析】

粒子在磁场和电场正交区域里,同时受到洛伦兹力和电场力作用,粒子没有发生偏转,说明粒子所受电场力和洛伦兹力平衡,满足,即不发生偏转的粒子具有共同的速度大小,粒子进入磁场后受洛伦兹力作用做匀速圆周运动,满足,圆周运动的半径,由此进行分析得出结论.

因为粒子进入电场和磁场正交区域时,不发生偏转,说明粒子所受电场力和洛伦兹力平衡,有 ,得出不发生偏转的粒子速度应满足 .粒子进入磁场后受洛伦兹力作用,粒子做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,则有 ,则得圆周运动的半径 ,因为粒子又分裂成几束,也就是粒子做匀速圆周运动的半径R不同,进入第二个匀强磁场时,粒子具有相同的速度,由得知,所以粒子能分裂成几束的粒子的 比值一定不同,则电荷量与质量之比一定各不相同.而质量m、电荷量可能相同,则动量也可能相同.所以D选项是正确的,ABC错误.

故选D