Question

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

分析：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qvB=qE，即不发生偏转的粒子具有共同的速度大小v=

E

B

，粒子进入磁场后受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，满足qvB=m

v2

R

，圆周运动的半径R=

mv

qB

，由此进行分析得出结论．

解答：解：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qvB=qE，得出不发生偏转的粒子速度应满足v=

E

B

．
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qvB=m

v2

R

，则得圆周运动的半径R=

mv

qB

，
由于粒子又分裂成几束，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R=

mv

qB

得知，所以粒子能分裂成几束的粒子的

m

q

比值一定不同，则电荷量与质量之比

q

m

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．故D正确，ABC错误．
故选D

点评：此题要能根据粒子不发生偏转得出粒子所受电场力和洛伦兹力平衡，并由此推算出粒子具有相同的速度v，理解速度选择器的原理．在单独的匀强磁场中粒子分裂成几束说明粒子的荷质比不同，并由此得出电量、质量、以及速度所需要满足的关系式，从而得出正确的结论．