Question

帶電粒子垂直進入勻強電場或勻強磁場中時粒子將發生偏轉，稱這種電場為偏轉電場，這種磁場為偏轉磁場．下列說法錯誤的是（重力不計）（　　）

A．欲把速度不同的同種帶電粒子分開，既可采用偏轉電場，也可采用偏轉磁場

B．欲把動能相同的質子和α粒子分開，只能采用偏轉電場

C．欲把由靜止經同一電場加速的質子和α粒子分開，偏轉電場和偏轉磁場均可采用

D．欲把初速度相同而比荷不同的帶電粒子分開，偏轉電場和偏轉磁場均可采用

Answer 1

分析：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，根據這個原理逐項分析即可．

解答：解：A、速度不同的同種帶電粒子，在偏轉電場中沿電場方向受力情況相同，運動情況也相同，垂直電場方向，由于初速度不同，所以打到下極板的位置也不同，可以通過偏轉電場區分；進入偏轉磁場時，r=

mv

Bq

，速度不同，其他量相同，所以運動的半徑也不同，可以區分，所以A正確；
B、設偏轉電場的寬度為d，則在電場中偏轉時有：沿電場方向d=

1

2

Eq

m

(

L

v

)2=

EqL2

2mv2

，質子和α粒子動能相同，打到下極板時d相同，所以EqL²相等，而質子和α粒子的電量不等，所以L不同，即水平位移不等，所以可以區分；而在偏轉磁場中，r=

mv

Bq

=

m 2EK m

Bq

=

2mEK

Bq

，質子的質量數是1，電荷數也是1，α粒子質量數是4，電荷數是2，所以動能相同的質子和α粒子在相同的磁場中運動的半徑是相同的，故偏轉磁場不能區分，故B正確；
C、根據E_K=Uq可知：由靜止經同一電場加速的質子和α粒子的動能是相等的，根據B的分析可知只能用偏轉電場區分，故C錯誤；
D、在偏轉電場中，a=

Eq

m

，比荷不同則加速度不同，根據d=

1

2

at2可知，運動的時間不同，而初速度不同，則水平位移也不同，打在下極板的位置也不同，可以用偏轉電場區分；而在偏轉磁場中，r=

mv

Bq

，速度相同，比荷不同，所以運動的半徑也不同，可以區分，所以D正確．
本題選不正確的
故選C

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，難度適中．