Question

7．為把動量相同的氘核（${\;}_{1}^{2}$H）和氦核（${\;}_{2}^{4}$He）分離開，如果使用勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，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． 電場和磁場都不行

Answer 1

分析 粒子垂直向射入電場，做類平拋運(yùn)動，推導(dǎo)出偏轉(zhuǎn)角與動能的關(guān)系式，分析偏轉(zhuǎn)角度的大�。�
兩粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)牛頓定律推導(dǎo)出半徑與動能的關(guān)系式，分析半徑的大�。�

解答 解：無論采用什么樣的措施，關(guān)鍵是看離子進(jìn)入場中的運(yùn)動；
①、粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場后做類平拋運(yùn)動，偏轉(zhuǎn)位移：
y=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=$\frac{1}{2}•\frac{qE}{m}•（\frac{L}{v}）^{2}$=$\frac{qE{L}^{2}}{2m{v}^{2}}$；
根據(jù)y=$\frac{qE{L}^{2}}{2m{v}^{2}}$=$\frac{mqE{L}^{2}}{2（mv）^{2}}$，動量（mv）相同的氘核（${\;}_{1}^{2}$H）和氦核（${\;}_{2}^{4}$He）質(zhì)量與電荷量都是氦核較大，所以它們的偏轉(zhuǎn)位移不同，故可以將其分開；
②垂直進(jìn)入磁場中，做勻速圓周運(yùn)動，圓周運(yùn)動過程中洛倫茲力充當(dāng)向心力，其圓周運(yùn)動半徑R=$\frac{mv}{qB}$，
動量相同的氘核（${\;}_{1}^{2}$H）和氦核（${\;}_{2}^{4}$He），它們的帶電量不同，所以垂直進(jìn)入相同的勻強(qiáng)磁場后做圓周運(yùn)動故兩種粒子的軌道半徑不相同，故能將其分開；
由以上的分析可知，電場與磁場后可以把它們分開．故C正確，ABD錯誤
故選：C

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