Question

帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場或勻強(qiáng)磁場中時(shí)粒子將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，稱這種電場為偏轉(zhuǎn)電場，這種磁場為偏轉(zhuǎn)磁場．下列說法錯(cuò)誤的是（重力不計(jì)）（　�。�

A．欲把速度不同的同種帶電粒子分開，既可采用偏轉(zhuǎn)電場，也可采用偏轉(zhuǎn)磁場

B．欲把動(dòng)能相同的質(zhì)子和α粒子分開，只能采用偏轉(zhuǎn)電場

C．欲把由靜止經(jīng)同一電場加速的質(zhì)子和α粒子分開，偏轉(zhuǎn)電場和偏轉(zhuǎn)磁場均可采用

D．欲把初速度相同而比荷不同的帶電粒子分開，偏轉(zhuǎn)電場和偏轉(zhuǎn)磁場均可采用

Answer 1

分析：帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場中將做類平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)打到下接板的位置區(qū)分帶電粒子，而偏轉(zhuǎn)磁場是根據(jù)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)半徑不同區(qū)分的，根據(jù)這個(gè)原理逐項(xiàng)分析即可．

解答：解：A、速度不同的同種帶電粒子，在偏轉(zhuǎn)電場中沿電場方向受力情況相同，運(yùn)動(dòng)情況也相同，垂直電場方向，由于初速度不同，所以打到下極板的位置也不同，可以通過偏轉(zhuǎn)電場區(qū)分；進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場時(shí)，r=

mv

Bq

，速度不同，其他量相同，所以運(yùn)動(dòng)的半徑也不同，可以區(qū)分，所以A正確；
B、設(shè)偏轉(zhuǎn)電場的寬度為d，則在電場中偏轉(zhuǎn)時(shí)有：沿電場方向d=

1

2

Eq

m

(

L

v

)2=

EqL2

2mv2

，質(zhì)子和α粒子動(dòng)能相同，打到下極板時(shí)d相同，所以EqL²相等，而質(zhì)子和α粒子的電量不等，所以L不同，即水平位移不等，所以可以區(qū)分；而在偏轉(zhuǎn)磁場中，r=

mv

Bq

=

m 2EK m

Bq

=

2mEK

Bq

，質(zhì)子的質(zhì)量數(shù)是1，電荷數(shù)也是1，α粒子質(zhì)量數(shù)是4，電荷數(shù)是2，所以動(dòng)能相同的質(zhì)子和α粒子在相同的磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑是相同的，故偏轉(zhuǎn)磁場不能區(qū)分，故B正確；
C、根據(jù)E_K=Uq可知：由靜止經(jīng)同一電場加速的質(zhì)子和α粒子的動(dòng)能是相等的，根據(jù)B的分析可知只能用偏轉(zhuǎn)電場區(qū)分，故C錯(cuò)誤；
D、在偏轉(zhuǎn)電場中，a=

Eq

m

，比荷不同則加速度不同，根據(jù)d=

1

2

at2可知，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不同，而初速度不同，則水平位移也不同，打在下極板的位置也不同，可以用偏轉(zhuǎn)電場區(qū)分；而在偏轉(zhuǎn)磁場中，r=

mv

Bq

，速度相同，比荷不同，所以運(yùn)動(dòng)的半徑也不同，可以區(qū)分，所以D正確．
本題選不正確的
故選C

點(diǎn)評(píng)：解答本題的關(guān)鍵是知道偏轉(zhuǎn)電場和偏轉(zhuǎn)磁場區(qū)分粒子的原理，帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場中將做類平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)打到下接板的位置區(qū)分帶電粒子，而偏轉(zhuǎn)磁場是根據(jù)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)半徑不同區(qū)分的，難度適中．