在高能粒子研究中，往往要把一束含有大量質子和α粒子的混合粒子分離開，如圖初速度可忽略的質子和α粒子，經電壓為U...

問題詳情：

在高能粒子研究中，往往要把一束含有大量質子和α粒子的混合粒子分離開，如圖初速度可忽略的質子和α粒子，經電壓為U的電場加速後，進入分離區．如果在分離區使用勻強電場或勻強磁場把粒子進行分離，所加磁場方向垂直紙面向裡，所加電場方向豎直向下，則下列可行的方法是（　　）

A． 只能用電場 B． 只能用磁場

C． 電場和磁場都可以 D． 電場和磁場都不可以

【回答】

【考點】： 帶電粒子在勻強磁場中的運動；帶電粒子在勻強電場中的運動．

【專題】： 帶電粒子在複合場中的運動專題．

【分析】： 帶電粒子加速後垂直進入勻強電場中將做類平拋運動，根據類平拋運動的規律分析帶電粒子偏轉距離，而偏轉磁場是根據粒子在磁場中運動半徑不同區分的，根據這個原理逐項分析即可．

【解析】： 解：在加速電場中，由動能定理得：qU=

若分離區加豎直向下的電場：

  設偏轉電場的寬度為L，則在電場中偏轉時有：

沿電場方向 y===

聯立得粒子在分離區偏轉距離 y=，可知：加速電壓U相同，偏轉電場的E和L相同，y相同，所以不能將質子和α粒子進行分離．

若分離區加垂直紙面向裡的磁場：

粒子進入偏轉磁場時，軌跡半徑 r==，由於質子和α粒子的比荷不同，運動的半徑r也不同，所以能將兩種粒子分離．故ACD錯誤，B正確．

故選：B．

【點評】： 解答本題的關鍵是知道偏轉電場和偏轉磁場區分粒子的原理，帶電粒子垂直進入勻強電場中將做類平拋運動，根據打到下接板的位置區分帶電粒子，而偏轉磁場是根據粒子在磁場中運動半徑不同區分的．

知識點：帶電粒子在電場中的運動

題型：選擇題