Question

4．下列粒子由初速度為零經(jīng)過加速電壓為U的電場(chǎng)加速后沿直線AA′垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，其中只有一種粒子從磁場(chǎng)的左邊界MN穿出，則此粒子是（　�。�

• A． 質(zhì)子
• B． 氘核
• C． α粒子
• D． 鈉離子（Na⁺）

Answer 1

分析 粒子在電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理可以求出粒子的速度，粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律求出粒子的軌道半徑，然后答題．

解答 解：粒子在電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理得：qU=$\frac{1}{2}$mv²-0，
粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，
由牛頓第二定律得：qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，解得：r=$\frac{1}{B}$$\sqrt{\frac{2mU}{q}}$，
B、U相同，粒子$\frac{m}{q}$越大粒子的軌道半徑越大，
粒子半徑越大，粒子越可能從磁場(chǎng)射出，
質(zhì)子、氘核、α粒子、鈉粒子中，質(zhì)子的$\frac{m}{q}$最大，
質(zhì)子的軌道半徑最大，從MN邊界穿出的是質(zhì)子，故A正確；
故選：A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了粒子在電場(chǎng)與磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，分析清楚粒子運(yùn)動(dòng)過程是正確解題的關(guān)鍵，應(yīng)用動(dòng)能定理、牛頓第二定律可以解題，要掌握處理帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的解題思路與方法．