Question

有兩束均由質子和氘核混合組成的粒子流，第一束中的質子和氘核具有相同的動量，第二束中的質子和氘核具有相同的動能，現打算將質子和氘核分開，以下方法中可行的是（　　）

A．讓第一束粒子流垂直電場方向進入勻強電場后穿出

B．讓第一束粒子流垂直磁場方向進入勻強磁場后穿出

C．讓第二束粒子流垂直電場方向進入勻強電場后穿出

D．讓第二束粒子流垂直磁場方向進入勻強磁場后穿出

Answer 1

分析：粒子垂直向射入電場，做類平拋運動，推導出偏轉角與動能的關系式，分析偏轉角度的大小．兩粒子垂直射入勻強磁場做勻速圓周運動，根據牛頓定律推導出半徑與動能的關系式，分析半徑的大小．

解答：解：無論采用什么樣的措施，關鍵是看離子進入場中的運動：粒子垂直進入勻強電場后做類平拋運動，偏轉位移y=

qEL2

2 mv2

，垂直進入磁場中，做勻速圓周運動
A、動量相同的第一束粒子流質子和氘核偏轉位移不同，故可以將其分開；A正確；
B、粒子垂直進入勻強磁場后做圓周運動，圓周運動過程中洛倫茲力充當向心力，其圓周運動半徑R=

mv

qB

，動量相同的第一束粒子流質子和氘核圓周運動半徑相同，故不能將其分開，B錯誤；
C、而動能相同的第二束粒子中的質子和氘核偏轉位移相同，故不能將其分開．C錯誤；
D、而動能相同的第二束粒子中的質子和氘核在同一勻強磁場中圓周運動半徑不同，故能將它們分開，D項正確．
故選：AD．

點評：注意是如何區分的，只要兩者的軌跡不同，就可以分開．
垂直進入電場中，做類平拋運動，只需比較偏轉位移（沿電場線方向）即可；
垂直進入磁場中，做勻速圓周運動，只需比較半徑即可．