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带电粒子在匀强磁场中的运动
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三种粒子（均不计重力）：质子、氘核和α粒子由静止开始在同一匀强电场中加速后，从同一位置沿水平方向射入图中虚线框内区域，虚线框内区域加有匀强电场或匀强磁场，以下对带电粒
网友投稿 2023-04-06 00:00:00 互联网
◎ 题目
三种粒子（均不计重力）：质子、氘核和α粒子由静止开始在同一匀强电场中加速后，从同一位置沿水平方向射入图中虚线框内区域，虚线框内区域加有匀强电场或匀强磁场，以下对带电粒子进入框内区域后运动情况分析正确的是（ ）
A．区域内加竖直向下方向的匀强电场时，三种带电粒子均可分离
B．区域内加竖直向上方向的匀强电场时，三种带电粒子均不能分离
C．区域内加垂直纸面向里的匀强磁场时，三种带电粒子均可分离
D．区域内加垂直纸面向外的匀强磁场时，三种带电粒子均不能分离
◎ 答案
B
◎ 解析
试题分析：
加速电场中，由动能定理得qU=(1/2)mv
2
，①A、B、进入电场时：若电场沿竖直方向，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速运动，则水平方向：L=vt ②竖直方向：y=
(1/2)
at
2
=(qE/2m)t
2
③联立①②③得：偏转距离y=EL
2
/(4U) 可见，三个粒子通过相同水平距离L时，偏转距离y相同，则它们的轨迹重合，所以只要电场在竖直方向上同，三种带电粒子均不能分离，故A错误，B正确；
C、D、进入磁场时，则洛伦兹力提供向心力，轨迹半径为r=mv/(qB) ④由①④得r=(1/B)
可见轨迹半径r与比荷q/m的平方根成反比，由于氘核和α粒子的比荷相等，半径相等，质子的比荷最大，半径最小，所以氘核和α粒子这两种粒子不能分离，质子与它们能分离，故C、D错误；
故选：B．
◎ 知识点
专家分析，试题“三种粒子（均不计重力）：质子、氘核和α粒子由静止开始在同一匀强电场中加速后，从同一位置沿水平方向射入图中虚线框内区域，虚线框内区域加有匀强电场或匀强磁场，以下对带电粒…”主要考查了你对 【带电粒子在电场中运动的综合应用】，【带电粒子在匀强磁场中的运动】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
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可见轨迹半径r与比荷q/m的平方根成反比，由于氘核和α粒子的比荷相等，半径相等，质子的比荷最大，半径最小，所以氘核和α粒子这两种粒子不能分离，质子与它们能分离，故C、D错误；