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当带电粒子垂直进入匀强电场或匀强磁场中时,称这种电场为偏转电场,这种磁场为偏转磁场,下列说法正确的是()A.要想把速度不同的同种带电粒子分开,既可采用偏转电场,也可

题目详情
当带电粒子垂直进入匀强电场或匀强磁场中时,称这种电场为偏转电场,这种磁场为偏转磁场,下列说法正确的是(  )
A. 要想把速度不同的同种带电粒子分开,既可采用偏转电场,也可采用偏转磁场
B. 要想把动能相同的质子和α粒子分开,只能采用偏转电场
C. 要想把由静止开始经同一电场加速的质子和α粒子分开,既可采用偏转电场,也可采用偏转磁场
D. 要想把初速度相同、比荷不同的粒子分开,既可采用偏转电场,也可采用偏转磁场
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答案和解析
A、速度不同的同种带电粒子,在偏转电场中沿电场方向受力情况相同,运动情况也相同,垂直电场方向,由于初速度不同,所以打到下极板的位置也不同,可以通过偏转电场区分;
进入偏转磁场时,r=
mv
qB
,速度不同,其他量相同,所以运动的半径也不同,可以区分;故A正确;
B、设偏转电场的宽度为d,则在电场中偏转时有:沿电场方向d=
1
2
qE
m
L
v
2=
qEL2
2mv2
,质子和α粒子动能相同,打到下极板时d相同,所以EqL2相等,而质子和α粒子的电量不等,所以L不同,即水平位移不等,所以可以区分;
而在偏转磁场中,r=
mv
qB
=
m
2Ek
m
qB
=
2mEk
qB
,质子的质量数是1,电荷数也是1,α粒子质量数是4,电荷数是2,所以动能相同的质子和α粒子在相同的磁场中运动的半径是相同的,故偏转磁场不能区分,故B正确;
C、根据EK=Uq可知:由静止经同一电场加速的质子和α粒子的动能是相等的,根据B的分析可知只能用偏转电场区分,故C错误;
D、在偏转电场中,a=
qE
m
,比荷不同则加速度不同,根据d=
1
2
at2可知,运动的时间不同,而初速度不同,则水平位移也不同,打在下极板的位置也不同,可以用偏转电场区分;
而在偏转磁场中,r=
mv
qB
,速度相同,比荷不同,所以运动的半径也不同,可以区分;所以D正确.
故选:ABD.
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