Question

20世紀(jì)30年代以來(lái)，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+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．

Answer 1

【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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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．