Question

带电粒子垂直进入匀强电场或匀强磁场中时粒子将发生偏转，称这种电场为偏转电场，这种磁场为偏转磁场．下列说法错误的是（重力不计）（　　）

A．欲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．欲把动能相同的质子和α粒子分开，只能采用偏转电场

C．欲把由静止经同一电场加速的质子和α粒子分开，偏转电场和偏转磁场均可采用

D．欲把初速度相同而比荷不同的带电粒子分开，偏转电场和偏转磁场均可采用

Answer 1

分析：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，根据这个原理逐项分析即可．

解答：解：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

Bq

，速度不同，其他量相同，所以运动的半径也不同，可以区分，所以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

Eq

m

(

L

v

)2=

EqL2

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

Bq

=

m 2EK m

Bq

=

2mEK

Bq

，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E_K=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=

Eq

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

Bq

，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．
本题选不正确的
故选C

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，难度适中．