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三种粒子(均不计重力):质子、氘核和α粒子由静止开始在同一匀强电场中加速后,从同...

三种粒子(均不计重力):质子、氘核和α粒子由静止开始在同一匀强电场中加速后,从同一位置沿水平方向射入图中虚线框内区域,虚线框内区域加有匀强电场或匀强磁场,以下对带电粒子进入框内区域后运动情况分析正确的是( )
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A.区域内加竖直向下方向的匀强电场时,三种带电粒子均可分离
B.区域内加竖直向上方向的匀强电场时,三种带电粒子均不能分离
C.区域内加垂直纸面向里的匀强磁场时,三种带电粒子均可分离
D.区域内加垂直纸面向外的匀强磁场时,三种带电粒子均不能分离
三个粒子先以加速电场加速,再进入电场或磁场.进入电场中做类平抛运动,进入磁场做匀速圆周运动.先根据动能定理得到加速获得的速度表达式,运用运动的分解,由牛顿第二定律和运动学公式推导出粒子经过电场的偏转距离,若偏转距离都相同,则不能分离.根据牛顿第二定律得到磁场中圆周运动的半径表达式,再进行分析. 【解析】 加速电场中,由动能定理得    qU=,① A、B进入电场时:若电场沿竖直方向,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速运动,则   水平方向:L=vt  ②   竖直方向:y==  ③ 联立①②③得:偏转距离y= 可见,三个粒子通过相同水平距离L时,偏转距离y相同,则它们的轨迹重合,所以只要电场在竖直方向上同,三种带电粒子均不能分离.故A错误,B正确. C、D进入磁场时,则洛伦兹力提供向心力,轨迹半径为r= ④ 由①④得r= 可见轨迹半径r与比荷的平方根成反比,由于氘核和α粒子的比荷相等,半径相等,质子的比荷最大,半径最小,所以氘核和α粒子这两种粒子不能分离,质子与它们能分离.故C、D错误. 故选B
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考点分析:
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