Question

【题目】在科研实验中需要将电离后得到的一价氦离子和二价氦离子进行分离，小李同学设计了如图所示方案：在真空环境中，将一价氦离子和二价氦离子的混合物通过A、B两极板间的电场加速，然后再让它们经过由平行带电金属板C、D所形成的另一匀强电场发生偏转。若氦离子进入加速电场时的速度可忽略不计，氦离子重力不计，且所有的氦离子均可达到离子接收器处。那么在离子接收器处，下列说法正确的是（　　）

A.一价氦离子和二价氦离子不能分开

B.一价氦离子和二价氦离子能分开

C.一价与二价氦离子获得的动能相等

D.二价氦离子获得的动能大于一价氦离子获得的动能

Answer 1

【答案】AD

【解析】

AB．设离子电荷量为q、质量为m，加速电压为U1，偏转电场场强为E，偏转电场极板长为L，离子从偏转电场中射出时的速度偏向角为，在电场中加速有

解得

在偏转电场粒子做类平抛运动有

从偏转电场中射出时的速度偏向角有

代入v2可得

说明一价氦离子与二价氦离子从偏转电场中射出的位置、射出方向相同，与电荷量无关，两种离子不能分开，故A正确，B错误；

CD．由功能关系得，离子离开偏转电场时获得的动能为

二价氦离子电荷量大，所以二价氦离子获得的动能较大，故C错误，D正确。

故选AD。