如图所示装置处于真空中,现有质子、氘核和α粒子都从O点由静止释放,经过同一加速电场和偏转电场,最后粒子均打在与...
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如图所示装置处于真空中,现有质子、氘核和α粒子都从O点由静止释放,经过同一加速电场和偏转电场,最后粒子均打在与OO′垂直的荧光屏上(已知质子、氘核和α粒子质量之比为1∶2∶4,电量之比为1∶1∶2,不计粒子的重力影响)。下列说法中正确的是( )
B.三种粒子飞出偏转电场时的速率之比为∶1∶1
C.三种粒子打在荧光屏上的位置不同
D.偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶1∶2
【回答】
【知识点】带电粒子在匀强电场中的运动;功的计算.E1 I4
【*解析】BD 解析:设加速电压为U1,偏转电压为U2,偏转极板的长度为L,板间距离为d.A、在加速电场中,由动能定理得:qU1=,得,加速获得的速度为v0=.三种粒子从B板运动到荧光屏的过程,水平方向做速度为v0的匀速直线运动, ,所以三种粒子在偏转电场中运动时间之比为: ,故A错误;C、根据推论:y=,可知,y与粒子的种类、质量、电量无关,故三种粒子偏转距离相同,打到荧光屏上的位置相同.故C错误;D、偏转电压的电场力做功为W=qEy,则W与q成正比,三种粒子的电荷量之比为1:1:2,则有电场力对三种粒子做功之比为1:1:2,故D正确;B、设在偏转电场中进入点与飞出点电势差为 ,根据动能定理 ,所以 ,所以飞出偏转电场的速率之比为∶1∶1,故B正确;故选BD
【思路点拨】三种粒子在偏转电场中做类平抛运动,飞出电场后做匀速直线运动,两个过程中水平方向是速度相同的匀速直线运动,根据动能定理求出加速获得的速度表达式,可分析从B板运动到荧光屏经历的时间关系.根据推论分析粒子偏转距离与加速电压和偏转电压的关系,分析粒子打到荧光屏上的位置关系.根据W=qEy,分析电场力做功之比.本题是带电粒子在电场中运动问题,先加速后偏转,y=是重要推论,掌握要牢固,要抓住该式与哪些因素有关,与哪些因素无关.
知识点:带电粒子在电场中的运动
题型:多项选择
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