题目内容

【题目】容器中有质子α粒子的混合物,为了把它们分开,先让它们从静止开始经电场加速,穿出加速电场后,第一种:垂直进入匀强电场;第二种:垂直进入匀强磁场,利用电场或磁场使它们偏转,最后穿出电场或磁场,从而达到分开的目的。对于上述两种情况,能使质子和α粒子分开的是(不计粒子重力)

A. 两种情况都能使质子和α粒子分开

B. 两种情况都不能使质子和α粒子分开

C. 进入电场后可以分开进入磁场不能分开

D. 进入电场后不能分开进入磁场能够分开

【答案】D

【解析】

根据动能定理可求得两粒子加速后的动能和速度;再分别对进入电场和磁场中进入分析,根据电场中的类平抛运动规律和磁场中圆周运动规律进行分析,得出偏转位移和半径公式即可明确能否散开,从而确定能否分析.

设加速电场电压为U,则在电场中加速过程,根据动能定理有,进入电场时,粒子做类平抛运动,设电场强度为E,则在垂直电场线方向上有,沿电场线方向上有:,则可知,偏转位移与荷质比无关,故无法将两种粒子分开;进入磁场时,根据洛伦兹力充当向心力则有,解得,因荷质比不同,则两种粒子运动半径不同,故在磁场中分开,由以上分析可知,D正确.

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