Question

【題目】容器中有質(zhì)子，α粒子的混合物，為了把它們分開(kāi)，先讓它們從靜止開(kāi)始經(jīng)電場(chǎng)加速，穿出加速電場(chǎng)后，第一種：垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)；第二種：垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，利用電場(chǎng)或磁場(chǎng)使它們偏轉(zhuǎn)，最后穿出電場(chǎng)或磁場(chǎng)，從而達(dá)到分開(kāi)的目的。對(duì)于上述兩種情況，能使質(zhì)子和α粒子分開(kāi)的是（不計(jì)粒子重力）

A. 兩種情況都能使質(zhì)子和α粒子分開(kāi)

B. 兩種情況都不能使質(zhì)子和α粒子分開(kāi)

C. 進(jìn)入電場(chǎng)后可以分開(kāi)進(jìn)入磁場(chǎng)不能分開(kāi)

D. 進(jìn)入電場(chǎng)后不能分開(kāi)進(jìn)入磁場(chǎng)能夠分開(kāi)

Answer 1

【答案】D

【解析】

根據(jù)動(dòng)能定理可求得兩粒子加速后的動(dòng)能和速度；再分別對(duì)進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)中進(jìn)入分析，根據(jù)電場(chǎng)中的類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律和磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行分析，得出偏轉(zhuǎn)位移和半徑公式即可明確能否散開(kāi)，從而確定能否分析．

設(shè)加速電場(chǎng)電壓為U，則在電場(chǎng)中加速過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理有，進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E，則在垂直電場(chǎng)線方向上有，沿電場(chǎng)線方向上有：，則可知，偏轉(zhuǎn)位移與荷質(zhì)比無(wú)關(guān)，故無(wú)法將兩種粒子分開(kāi)；進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，根據(jù)洛倫茲力充當(dāng)向心力則有，解得，因荷質(zhì)比不同，則兩種粒子運(yùn)動(dòng)半徑不同，故在磁場(chǎng)中分開(kāi)，由以上分析可知，D正確．