Question

带电量为q₁的粒子在匀强磁场中运动，到达b点时与静止在那里的另一带电量为q₂的粒子相碰并粘合在一起运动，碰撞前后的轨迹如图所示，不计阻力、重力作用，则以下说法中正确的是（ ）

A．若运动轨迹为从a到c，则q₁为正电，q₂可能是正电、可能是负电，也可能不带电
B．若运动轨迹为从a到c，则q₁为正电，q₂为负电，且电量关系有|q₂|-|q₁|＞|q₁|
C．若运动轨迹为从c到a，则q₁为正电，q₂为负电，且电量关系有|q₂|-|q₁|＞|q₁|
D．若不明确运动轨迹的走向，则不能判断q₁、q₂的电性

Answer 1

【答案】分析：粒子在磁场中受到洛伦兹力而做圆周运动，无论粒子从a向c运动还是从c向a运动，粒子都是偏向运动方向的左侧，根据左手定则可知该粒子肯定带正电，即q₁带正电，与q₂相碰后粒子偏转方向发生了变化即带电种类发生了变化，所以知q₂带负电且电量比q₁大．
解答：解：粒子在磁场中受洛伦兹力做圆周运动，若粒子从a到c运动，根据左手定则可知粒子先带正电，与q₂相碰后粒子运动偏转方向发生了变化，即粒子所带电荷种类发生了变化，故q₂应该带负电，由于与粒子q₂相碰后粒子的半径减小，根据得，由于粒子在碰撞过程中动量守恒即mv保持不变，所以粒子做圆周运动的半径R与粒子所带电荷量有关，由于碰撞后粒子偏转方向反向，轨道半径减小可知粒子q₂带负电，且所带电荷量满足|q₂|-|q₁|＞|q₁|．同理若粒子从c到a运动根据左手定则可知粒子先带正电，与q₂相碰后粒子运动偏转方向发生了变化，即粒子所带电荷种类发生了变化，故q₂应该带负电，由于与粒子q₂相碰后粒子的半径增加，根据得，由于粒子在碰撞过程中动量守恒即mv保持不变，所以粒子做圆周运动的半径R与粒子所带电荷量有关，由于碰撞后粒子偏转方向反向，轨道半径减小可知粒子q₂带负电，且所带电荷量满足|q₂|-|q₁|＜|q₁|．所以ACD均错误，B正确．
故选B．
点评：以根据左手定则和粒子轨道方向可以确定粒子开始带正电，能根据洛伦兹力提供向心力求出半径R与速度的关系，并能根据碰撞过程中动量守恒确定粒子轨道半径R仅与粒子所带的电荷量大小有关．