Question

【題目】在高能粒子研究中，往往要把一束含有大量質子和α粒子的混合粒子分離開，如圖初速度可忽略的質子和α粒子，經電壓為U的電場加速后，進入分離區(qū)。如果在分離區(qū)使用勻強電場或勻強磁場把粒子進行分離，所加磁場方向垂直紙面向里，所加電場方向豎直向下，則下列可行的方法是（ ）
A.只能用電場
B.只能用磁場
C.電場和磁場都可以
D.電場和磁場都不可以

Answer 1

【答案】B
【解析】解答： 當粒子離開加速電場時的速度為v ， 偏轉電場的電壓為 。粒子加速過程中，由動能定理得 則 。電子偏轉過程中，水平方向 ，側移量 得 。所以電性相同的質子和α粒子經過同一電場加速后進入同一偏轉電場，運動軌跡相同，利用勻強電場無法分離，故只能利用磁場分離，選項B正確。 故選B
分析：帶電粒子在平行極板間做類平拋運動，垂直電場方向勻速直線運動，沿電場方向勻加速直線運動，出極板時間由極板長度決定。通過分析得出帶電粒子在電場中運動軌跡與自身所帶電荷量無關，即不能用電場分離。