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

◎ 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
魔方格

◎ 答案

B

◎ 解析

试题分析:
加速电场中,由动能定理得qU=(1/2)mv2,①A、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)at2=(qE/2m)t2  ③联立①②③得:偏转距离y=EL2/(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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