20世紀(jì)30年代以來,人們?cè)趯?duì)宇宙射線的研究中,陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一些新的粒子,K介子和π介子就是科學(xué)家在1947年發(fā)現(xiàn)的.K-介子的衰變方程為 K-→π-,其中K-介子和π-介子帶負(fù)電,電荷量等于基元電荷電量,π介子不帶電.如圖所示,一個(gè)K-介子沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,其軌跡為圖中的圓弧虛線,K-介子衰變后,π介子和π-介子的軌跡可能是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】分析:帶負(fù)電的粒子垂直進(jìn)入磁場(chǎng)在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由左手定則可判定洛倫茲力方向與粒子的運(yùn)動(dòng)方向及磁場(chǎng)方向的關(guān)系.
解答:解:A、由圖可知,K-介子沿垂直于磁場(chǎng)的方向沿圓弧虛線進(jìn)入磁場(chǎng),由于K-介子帶負(fù)電,則由左手定則讓磁感線穿過掌心,四指所指負(fù)電荷的運(yùn)動(dòng)方向,大拇指所指方向的反方向即為洛倫茲力的方向.K-介子衰變后,π介子不帶電,因此沿原方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),而π-介子帶負(fù)電,運(yùn)動(dòng)方向與π介子方向相反,所以選項(xiàng)A正確;
B、由圖可知,K-介子沿垂直于磁場(chǎng)的方向沿圓弧虛線進(jìn)入磁場(chǎng),由于K-介子帶負(fù)電,則由左手定則讓磁感線穿過掌心,四指所指負(fù)電荷的運(yùn)動(dòng)方向,大拇指所指方向的反方向即為洛倫茲力的方向.K-介子衰變后,π介子不帶電,因此沿原方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),而π-介子帶負(fù)電,運(yùn)動(dòng)方向與π介子方向相反,所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C、由圖可知,K-介子沿垂直于磁場(chǎng)的方向沿圓弧虛線進(jìn)入磁場(chǎng),由于K-介子帶負(fù)電,則由左手定則讓磁感線穿過掌心,四指所指負(fù)電荷的運(yùn)動(dòng)方向,大拇指所指方向的反方向即為洛倫茲力的方向.K-介子衰變后,π介子不帶電,因此沿原方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),而π-介子帶負(fù)電,運(yùn)動(dòng)方向與π介子方向相反,所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D、由圖可知,K-介子沿垂直于磁場(chǎng)的方向沿圓弧虛線進(jìn)入磁場(chǎng),由于K-介子帶負(fù)電,則由左手定則讓磁感線穿過掌心,四指所指負(fù)電荷的運(yùn)動(dòng)方向,大拇指所指方向的反方向即為洛倫茲力的方向.K-介子衰變后,π介子不帶電,因此沿原方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),而π-介子帶負(fù)電,運(yùn)動(dòng)方向與π介子方向相反,所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤;
故選A.
點(diǎn)評(píng):衰變后動(dòng)量守恒,運(yùn)動(dòng)方向正好相反.同時(shí)注意帶電粒子的電性,相同的磁場(chǎng)方向、運(yùn)動(dòng)方向,而不同的電性,則洛倫茲力的方向也不相同.
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A.

B.

C.

D.

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A.
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