Question

三種粒子（均不計(jì)重力）：質(zhì)子、氘核和α粒子由靜止開始在同一勻強(qiáng)電場中加速后，從同一位置沿水平方向射入圖中虛線框內(nèi)區(qū)域，虛線框內(nèi)區(qū)域加有勻強(qiáng)電場或勻強(qiáng)磁場，以下對(duì)帶電粒子進(jìn)入框內(nèi)區(qū)域后運(yùn)動(dòng)情況分析正確的是（　�。�

A．區(qū)域內(nèi)加豎直向下方向的勻強(qiáng)電場時(shí)，三種帶電粒子均可分離

B．區(qū)域內(nèi)加豎直向上方向的勻強(qiáng)電場時(shí)，三種帶電粒子均不能分離

C．區(qū)域內(nèi)加垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場時(shí)，三種帶電粒子均可分離

D．區(qū)域內(nèi)加垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場時(shí)，三種帶電粒子均不能分離

Answer 1

加速電場中，由動(dòng)能定理得
   qU=

1

2

mv2，①
A、B進(jìn)入電場時(shí)：若電場沿豎直方向，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，則
  水平方向：L=vt  ②
  豎直方向：y=

1

2

at2=

qE

2m

t2  ③
聯(lián)立①②③得：偏轉(zhuǎn)距離y=

EL2

4U

可見，三個(gè)粒子通過相同水平距離L時(shí)，偏轉(zhuǎn)距離y相同，則它們的軌跡重合，所以只要電場在豎直方向上同，三種帶電粒子均不能分離．故A錯(cuò)誤，B正確．
C、D進(jìn)入磁場時(shí)，則洛倫茲力提供向心力，軌跡半徑為r=

mv

qB

 ④
由①④得r=

1

B

2mU q

可見軌跡半徑r與比荷

q

m

的平方根成反比，由于氘核和α粒子的比荷相等，半徑相等，質(zhì)子的比荷最大，半徑最小，所以氘核和α粒子這兩種粒子不能分離，質(zhì)子與它們能分離．故C、D錯(cuò)誤．
故選B