Question

11．如图所示，速度为v₀、电荷量为q的正离子恰能沿直线飞出离子速度选择器，选择器中磁感应强度为B，电场强度为E，则在其他条件不变的情况下（　　）

• A． 若改为电荷量-q的离子，将往上偏
• B． 若改为电荷量+2q的离子，将往上偏
• C． 若变为速度2v₀的离子，将往上偏
• D． 若改为速度$\frac{{v}_{0}}{2}$的离子，仍能沿直线飞出

Answer 1

分析 粒子受到向上的洛伦兹力和向下的电场力，二力平衡时粒子沿直线运动，当二力不平衡时，粒子做曲线运动．

解答 解：正离子恰能沿直线飞出离子速度选择器，根据左手定则判断可知，离子受的洛伦兹力方向向上，电场力方向向下，此时洛伦兹力与电场力二力平衡，应该有：qv₀B=qE，即v₀B=E．
A、若改为电荷量-q的离子，根据左手定则判断可知，离子受的洛伦兹力方向向下，电场力方向向上，由于qv₀B=qE，此时洛伦兹力与电场力仍然平衡，所以负离子不偏转，仍沿直线运动，故A错误．
B、若改为电荷量+2q的离子，根据平衡条件得：qv₀B=qE，即v₀B=E，该等式与离子的电荷量无关，所以离子仍沿直线运动，故B错误．
C、若速度变为2v₀，洛伦兹力增大为原来的2倍，而离子受的洛伦兹力方向向上，电场力不变，所以离子将向上偏转，故C正确．
D、若速度变为$\frac{1}{2}$v₀，若离子带正电，洛伦兹力为原来的$\frac{1}{2}$倍，而离子受的洛伦兹力方向向上，电场力不变，所以离子将向下偏转，同理，若离子带负电，离子也向下偏转，故D错误
故选：C

点评 本题考查了利用质谱仪进行粒子选择原理，只要对粒子进行正确的受力分析即可解决此类问题．