Question

15．有一束帶電粒子流，包含著質子和氘核，它們具有相同的速度，沿垂直于磁場方向射入矩形有界磁場區(qū)（如圖中虛線框所示）以后，分成了兩束粒子流①和②，已知m_氘=2m_質，q_氘=q_質＞0，則磁場方向為垂直紙面向外（填“垂直紙面向里”或“垂直紙面向外”），粒子流②（填“①”或“②”）是質子流．

Answer 1

分析 根據左手定則判斷出磁場的方向；質量不同的粒子垂直進入勻強磁場中，則運動半徑的不同，導致運動軌跡也不同．因此運動軌跡對應的半徑越大，則粒子的質量也越大．

解答 解：由于粒子偏轉的方向向右，根據左手定則可得，磁場的方向垂直紙面向外．
粒子在磁場中運動的過程中洛倫茲力提供向心力，得：qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$
得：R=$\frac{mv}{qB}$，由于已知質子和氘核，它們具有相同的速度，m_氘=2m_質，q_氘=q_質＞0，所以：r_氘＞r_質
粒子流①是氘核流，②是質子流；
故答案為：垂直紙面向外．②

點評 本題關鍵是結合運動的軌跡，用洛倫茲力提供向心力列式分析計算．根據圖象明確粒子的運動軌跡和半徑是解題的關鍵．