Question

如图所示，在平行带电金属板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，质子、氘核、氚核沿平行于金属板方向，以相同动能射入两极板间，其中氘核沿直线运动，未发生偏转，质子和氚核发生偏转后射出，则：①偏向正极板的是质子；②偏向正极板的是氚核；③射出时动能最大的是质子；④射出时动能最大的是氚核．以上说法正确的是（　　）

• A、①②
• B、②③
• C、③④
• D、①④

Answer 1

分析：氘核在复合场中沿水平方向直线通过故有qE=qvB，所以v=

E

B

，由于相同的电量与相同的动能射入，根据质量不同，所以入射速度不同，从而根据受到的电场力与洛伦兹力的关系，来确定偏转情况．由于洛伦兹力不做功，而电场力定做功，若做正功，则动能增加．若做负功，则动能减小．

解答：解：根据题意，氘核沿直线运动未发生偏转，是因电场力等于洛伦兹力，由于相同的动能，而不同的质量，它们的电量相同且带正电，磁场相同，电场力相同，因而由速度决定洛伦兹力大小，所以氘核的速度处于中间，氚核的速度最小，质子的速度最大．
所以质子受到的洛伦兹力大于电场力，向上偏转，由于电场力做负功，导致质子的动能减小；
氚核受到的洛伦兹力小于电场力，向下偏转，电场力做正功，导致氚核的动能最大；
故①④正确，②③错误；
故选：D．

点评：速度选择器是利用电场力等于洛伦兹力的原理进行工作的，故速度选择器只能选择速度而不能选择电性．同时注意电场力做功导致动能变化，而洛伦兹力始终不做功．