Question

真空中的某裝置如圖所示，其中平行金屬板A、B之間有加速電場(chǎng)，C、D之間有偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，M為熒光屏．今有質(zhì)子、氘核和α粒子均由A板從靜止開始被加速電場(chǎng)加速后垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，最后打在熒光屏上．已知質(zhì)子、氘核和α粒子的質(zhì)量之比為1∶2∶4，電荷量之比為1∶1∶2，則下列判斷中正確的是（　　）

A．三種粒子從B板運(yùn)動(dòng)到熒光屏經(jīng)歷的時(shí)間相同
B．三種粒子打到熒光屏上的位置相同
C．偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)力對(duì)三種粒子做功之比為1∶2∶2
D．偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)力對(duì)三種粒子做功之比為1∶2∶4

Answer 1

B

解析試題分析：設(shè)加速電壓為U₁，偏轉(zhuǎn)電壓為U₂，偏轉(zhuǎn)極板的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，板間距離為d．在加速電場(chǎng)中，由動(dòng)能定理得：，得，加速獲得的速度為．三種粒子從B板運(yùn)動(dòng)到熒光屏的過程，水平方向做速度為v₀的勻速直線運(yùn)動(dòng)，由于三種粒子的比荷不同，則v₀不同，所以三種粒子從B板運(yùn)動(dòng)到熒光屏經(jīng)歷的時(shí)間不同．故A錯(cuò)誤．根據(jù)推論：，可知，y與粒子的種類、質(zhì)量、電量無關(guān)，故三種粒子偏轉(zhuǎn)距離相同，打到熒光屏上的位置相同．故B正確．偏轉(zhuǎn)電壓的電場(chǎng)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(chǎng)力對(duì)三種粒子做功之比為1：1：2．故CD錯(cuò)誤．
考點(diǎn)：動(dòng)能定理及類平拋運(yùn)動(dòng)。