解题思路:带电粒子垂直进入匀强电场中将做类平抛运动,根据打到下接板的位置区分带电粒子,而偏转磁场是根据粒子在磁场中运动半径不同区分的,根据这个原理逐项分析即可.
A、速度不同的同种带电粒子,在偏转电场中沿电场方向受力情况相同,运动情况也相同,垂直电场方向,由于初速度不同,所以打到下极板的位置也不同,可以通过偏转电场区分;
进入偏转磁场时,r=[mv/qB],速度不同,其他量相同,所以运动的半径也不同,可以区分;故A正确;
B、设偏转电场的宽度为d,则在电场中偏转时有:沿电场方向d=[1/2][qE/m]([L/v])2=
qEL2
2mv2,质子和α粒子动能相同,打到下极板时d相同,所以EqL2相等,而质子和α粒子的电量不等,所以L不同,即水平位移不等,所以可以区分;
而在偏转磁场中,r=[mv/qB]=
m
2Ek
m
qB=
2mEk
qB,质子的质量数是1,电荷数也是1,α粒子质量数是4,电荷数是2,所以动能相同的质子和α粒子在相同的磁场中运动的半径是相同的,故偏转磁场不能区分,故B正确;
C、根据EK=Uq可知:由静止经同一电场加速的质子和α粒子的动能是相等的,根据B的分析可知只能用偏转电场区分,故C错误;
D、在偏转电场中,a=[qE/m],比荷不同则加速度不同,根据d=[1/2]at2可知,运动的时间不同,而初速度不同,则水平位移也不同,打在下极板的位置也不同,可以用偏转电场区分;
而在偏转磁场中,r=[mv/qB],速度相同,比荷不同,所以运动的半径也不同,可以区分;所以D正确.
故选:ABD.
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动.
考点点评: 解答本题的关键是知道偏转电场和偏转磁场区分粒子的原理,带电粒子垂直进入匀强电场中将做类平抛运动,根据打到下接板的位置区分带电粒子,而偏转磁场是根据粒子在磁场中运动半径不同区分的,难度适中.