Question

有两束均由质子和氘核混合组成的粒子流，第一束中的质子和氘核具有相同的动量，第二束中的质子和氘核具有相同的动能，现打算将质子和氘核分开，以下方法中可行的是（　　）

A．让第一束粒子流垂直电场方向进入匀强电场后穿出

B．让第一束粒子流垂直磁场方向进入匀强磁场后穿出

C．让第二束粒子流垂直电场方向进入匀强电场后穿出

D．让第二束粒子流垂直磁场方向进入匀强磁场后穿出

Answer 1

分析：粒子垂直向射入电场，做类平抛运动，推导出偏转角与动能的关系式，分析偏转角度的大小．两粒子垂直射入匀强磁场做匀速圆周运动，根据牛顿定律推导出半径与动能的关系式，分析半径的大小．

解答：解：无论采用什么样的措施，关键是看离子进入场中的运动：粒子垂直进入匀强电场后做类平抛运动，偏转位移y=

qEL2

2 mv2

，垂直进入磁场中，做匀速圆周运动
A、动量相同的第一束粒子流质子和氘核偏转位移不同，故可以将其分开；A正确；
B、粒子垂直进入匀强磁场后做圆周运动，圆周运动过程中洛伦兹力充当向心力，其圆周运动半径R=

mv

qB

，动量相同的第一束粒子流质子和氘核圆周运动半径相同，故不能将其分开，B错误；
C、而动能相同的第二束粒子中的质子和氘核偏转位移相同，故不能将其分开．C错误；
D、而动能相同的第二束粒子中的质子和氘核在同一匀强磁场中圆周运动半径不同，故能将它们分开，D项正确．
故选：AD．

点评：注意是如何区分的，只要两者的轨迹不同，就可以分开．
垂直进入电场中，做类平抛运动，只需比较偏转位移（沿电场线方向）即可；
垂直进入磁场中，做匀速圆周运动，只需比较半径即可．