在高能粒子研究中，往往要把一束含有大量质子和α粒子的混合粒子分离开，如图初速度可忽略的质子和α粒子，经电压为U...

问题详情：

在高能粒子研究中，往往要把一束含有大量质子和α粒子的混合粒子分离开，如图初速度可忽略的质子和α粒子，经电压为U的电场加速后，进入分离区．如果在分离区使用匀强电场或匀强磁场把粒子进行分离，所加磁场方向垂直纸面向里，所加电场方向竖直向下，则下列可行的方法是（　　）

A． 只能用电场 B． 只能用磁场

C． 电场和磁场都可以 D． 电场和磁场都不可以

【回答】

【考点】： 带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．

【专题】： 带电粒子在复合场中的运动专题．

【分析】： 带电粒子加速后垂直进入匀强电场中将做类平抛运动，根据类平抛运动的规律分析带电粒子偏转距离，而偏转磁场是根据粒子在磁场中运动半径不同区分的，根据这个原理逐项分析即可．

【解析】： 解：在加速电场中，由动能定理得：qU=

若分离区加竖直向下的电场：

  设偏转电场的宽度为L，则在电场中偏转时有：

沿电场方向 y===

联立得粒子在分离区偏转距离 y=，可知：加速电压U相同，偏转电场的E和L相同，y相同，所以不能将质子和α粒子进行分离．

若分离区加垂直纸面向里的磁场：

粒子进入偏转磁场时，轨迹半径 r==，由于质子和α粒子的比荷不同，运动的半径r也不同，所以能将两种粒子分离．故ACD错误，B正确．

故选：B．

【点评】： 解答本题的关键是知道偏转电场和偏转磁场区分粒子的原理，带电粒子垂直进入匀强电场中将做类平抛运动，根据打到下接板的位置区分带电粒子，而偏转磁场是根据粒子在磁场中运动半径不同区分的．

知识点：带电粒子在电场中的运动

题型：选择题