Question

（2008?朝陽區一模）20世紀30年代以來，人們在對宇宙射線的研究中，陸續發現了一些新的粒子，K介子和π介子就是科學家在1947年發現的．K^-介子的衰變方程為 K^-→π⁰+π^-，其中K^-介子和π^-介子帶負電，電荷量等于基元電荷電量，π⁰介子不帶電．如圖所示，一個K^-介子沿垂直于磁場的方向射入勻強磁場中，其軌跡為圖中的圓弧虛線，K^-介子衰變后，π⁰介子和π^-介子的軌跡可能是（　　）

A．

B．

C．

D．

Answer 1

分析：帶負電的粒子垂直進入磁場在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，由左手定則可判定洛倫茲力方向與粒子的運動方向及磁場方向的關系．

解答：解：A、由圖可知，K^-介子沿垂直于磁場的方向沿圓弧虛線進入磁場，由于K^-介子帶負電，則由左手定則讓磁感線穿過掌心，四指所指負電荷的運動方向，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，π⁰介子不帶電，因此沿原方向做勻速直線運動，而π^-介子帶負電，運動方向與π⁰介子方向相反，所以選項A正確；
B、由圖可知，K^-介子沿垂直于磁場的方向沿圓弧虛線進入磁場，由于K^-介子帶負電，則由左手定則讓磁感線穿過掌心，四指所指負電荷的運動方向，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，π⁰介子不帶電，因此沿原方向做勻速直線運動，而π^-介子帶負電，運動方向與π⁰介子方向相反，所以選項B錯誤；
C、由圖可知，K^-介子沿垂直于磁場的方向沿圓弧虛線進入磁場，由于K^-介子帶負電，則由左手定則讓磁感線穿過掌心，四指所指負電荷的運動方向，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，π⁰介子不帶電，因此沿原方向做勻速直線運動，而π^-介子帶負電，運動方向與π⁰介子方向相反，所以選項C錯誤；
D、由圖可知，K^-介子沿垂直于磁場的方向沿圓弧虛線進入磁場，由于K^-介子帶負電，則由左手定則讓磁感線穿過掌心，四指所指負電荷的運動方向，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，π⁰介子不帶電，因此沿原方向做勻速直線運動，而π^-介子帶負電，運動方向與π⁰介子方向相反，所以選項D錯誤；
故選A．

點評：衰變后動量守恒，運動方向正好相反．同時注意帶電粒子的電性，相同的磁場方向、運動方向，而不同的電性，則洛倫茲力的方向也不相同．