Question

（2007?海淀區(qū)模擬）科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，宇宙中每種粒子都有與之對應(yīng)的反粒子，粒子和反粒子具有相同的質(zhì)量、電量和壽命，只是所帶電荷符號相反，如正電子就是電子的反粒子，也可以叫反電子．反物質(zhì)由反粒子構(gòu)成，與地球上物質(zhì)結(jié)構(gòu)有相似之處．1998年6月3日，美國發(fā)射的航天飛機(jī)“發(fā)現(xiàn)者”號搭載了由中國科學(xué)院電工研究所設(shè)計制造的α磁譜儀，它的主要使命就是要探測宇宙空間中可能存在的反物質(zhì)．α磁譜儀由粒子速度選擇器和磁場組成，它可以保證所有進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B₂的勻強(qiáng)磁場區(qū)域的粒子具有共同的速度．若如圖所示α磁譜儀中的4條徑跡分別為質(zhì)子、反質(zhì)子、α粒子，反氦核的徑跡，其中哪一條為反氦核的徑跡 （　　）

A．1

B．2

C．3

D．4

Answer 1

分析：粒子通過速度選擇器時電場力與洛倫茲力二力平衡，選擇速度一定的粒子．所有進(jìn)入磁場中粒子速率都相等．粒子進(jìn)入磁場中做勻速圓周運(yùn)動，由洛倫茲力充當(dāng)向心力，根據(jù)半徑公式比較半徑大小，由左手定則判斷偏轉(zhuǎn)方向，即可確定軌跡．

解答：解：在速度選擇器中，由qvB=qE，得v=

E

B

，則知，所有通過速度選擇器的粒子速度相同．
在磁場中，粒子做勻速圓周運(yùn)動，由洛倫茲力充當(dāng)向心力，則由qvB=m

v2

r

得軌跡半徑 r=

mv

qB

，v、B相同，則r與比荷

q

m

成反比．
由于質(zhì)子與反質(zhì)子的比荷大于α粒子與反氦核的比荷，所以α粒子與反氦核的半徑大于質(zhì)子與反質(zhì)子的半徑．故軌跡2、4可能是反氦核的徑跡．
反氦核帶負(fù)電，根據(jù)左手定則判斷進(jìn)入時所受的洛倫茲力方向向左，軌跡向左偏轉(zhuǎn)，所以軌跡2是反氦核的徑跡．
故選B

點(diǎn)評：本題要理解速度選擇器的原理，關(guān)鍵要掌握磁場中圓周運(yùn)動半徑公式r=

mv

qB

和左手定則，屬于基本題．