Question

如圖所示，將質(zhì)子和α粒子(He原子核)混合，以幾乎為零的速度注入一平板電容器使之加速，射出的粒子束讓其垂直射入具有一定寬度的磁場(chǎng)，結(jié)果兩種粒子都從磁場(chǎng)另一平行邊界射出，且其中一束剛好能穿越磁場(chǎng)。不考慮重力和粒子間相互的影響，以下說(shuō)法正確的有

1. A.
   剛好穿越磁場(chǎng)的為α粒子
2. B.
   兩種粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等
3. C.
   若將磁場(chǎng)寬度加倍仍然有粒子可以穿越磁場(chǎng)
4. D.
   若將加速電壓減半則粒子將都不可能穿越磁場(chǎng)

Answer 1

B
帶電粒子經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)，，進(jìn)入磁場(chǎng)后運(yùn)動(dòng)半徑,可知質(zhì)子和α粒子運(yùn)動(dòng)半徑之比為1：，因?yàn)閯偤媚艽┰酱艌?chǎng)的粒子半徑小，所以剛好穿越磁場(chǎng)的為質(zhì)子，且磁場(chǎng)寬度與質(zhì)子運(yùn)動(dòng)半徑相等，故A錯(cuò)誤
粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期，可知質(zhì)子和α粒子運(yùn)動(dòng)周期之比為1：2，因?yàn)橘|(zhì)子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為90°，α粒子磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為45°，所以可得兩種粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，故B正確
若將磁場(chǎng)寬度加倍，因?yàn)橘|(zhì)子運(yùn)動(dòng)半徑與磁場(chǎng)寬度相等，α粒子運(yùn)動(dòng)半徑是磁場(chǎng)寬度的倍，所以若將磁場(chǎng)寬度加倍，則沒(méi)有粒子可以穿越磁場(chǎng)，故C錯(cuò)誤
若將加速電壓減半則質(zhì)子運(yùn)動(dòng)半徑減小，不能穿越磁場(chǎng)，α粒子的半徑減小與磁場(chǎng)寬度相等，則剛好穿越磁場(chǎng)，故D錯(cuò)誤
故選B