Question

【题目】在高能粒子研究中，往往要把一束含有大量质子和α粒子的混合粒子分离开，如图初速度可忽略的质子和α粒子，经电压为U的电场加速后，进入分离区。如果在分离区使用匀强电场或匀强磁场把粒子进行分离，所加磁场方向垂直纸面向里，所加电场方向竖直向下，则下列可行的方法是（ ）
A.只能用电场
B.只能用磁场
C.电场和磁场都可以
D.电场和磁场都不可以

Answer 1

【答案】B
【解析】解答： 当粒子离开加速电场时的速度为v ， 偏转电场的电压为 。粒子加速过程中，由动能定理得 则 。电子偏转过程中，水平方向 ，侧移量 得 。所以电性相同的质子和α粒子经过同一电场加速后进入同一偏转电场，运动轨迹相同，利用匀强电场无法分离，故只能利用磁场分离，选项B正确。 故选B
分析：带电粒子在平行极板间做类平抛运动，垂直电场方向匀速直线运动，沿电场方向匀加速直线运动，出极板时间由极板长度决定。通过分析得出带电粒子在电场中运动轨迹与自身所带电荷量无关，即不能用电场分离。