問題詳情:
如圖所示裝置處於真空中,現有質子、氘核和α粒子都從O點由靜止釋放,經過同一加速電場和偏轉電場,最後粒子均打在與OO′垂直的熒光屏上(已知質子、氘核和α粒子質量之比為1∶2∶4,電量之比為1∶1∶2,不計粒子的重力影響)。下列說法中正確的是( )
B.三種粒子飛出偏轉電場時的速率之比為∶1∶1
C.三種粒子打在熒光屏上的位置不同
D.偏轉電場的電場力對三種粒子做功之比為1∶1∶2
【回答】
【知識點】帶電粒子在勻強電場中的運動;功的計算.E1 I4
【*解析】BD 解析:設加速電壓為U1,偏轉電壓為U2,偏轉極板的長度為L,板間距離為d.A、在加速電場中,由動能定理得:qU1=,得,加速獲得的速度為v0=.三種粒子從B板運動到熒光屏的過程,水平方向做速度為v0的勻速直線運動, ,所以三種粒子在偏轉電場中運動時間之比為: ,故A錯誤;C、根據推論:y=,可知,y與粒子的種類、質量、電量無關,故三種粒子偏轉距離相同,打到熒光屏上的位置相同.故C錯誤;D、偏轉電壓的電場力做功為W=qEy,則W與q成正比,三種粒子的電荷量之比為1:1:2,則有電場力對三種粒子做功之比為1:1:2,故D正確;B、設在偏轉電場中進入點與飛出點電勢差為 ,根據動能定理 ,所以 ,所以飛出偏轉電場的速率之比為∶1∶1,故B正確;故選BD
【思路點撥】三種粒子在偏轉電場中做類平拋運動,飛出電場後做勻速直線運動,兩個過程中水平方向是速度相同的勻速直線運動,根據動能定理求出加速獲得的速度表示式,可分析從B板運動到熒光屏經歷的時間關係.根據推論分析粒子偏轉距離與加速電壓和偏轉電壓的關係,分析粒子打到熒光屏上的位置關係.根據W=qEy,分析電場力做功之比.本題是帶電粒子在電場中運動問題,先加速後偏轉,y=是重要推論,掌握要牢固,要抓住該式與哪些因素有關,與哪些因素無關.
知識點:帶電粒子在電場中的運動
題型:多項選擇