Question

【題目】如圖，氕核、氘核、氚核三種粒子從S點(diǎn)無(wú)初速釋放。經(jīng)電場(chǎng)加速后，又進(jìn)入電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)最后打在屏上。整個(gè)裝置處于真空中，不計(jì)粒子重力及其相互作用，則　　

A. 三種粒子將打到屏上的不同位置

B. 偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)對(duì)三種粒子做功一樣多

C. 三種粒子打到屏上的動(dòng)能不同

D. 三種粒子運(yùn)動(dòng)到屏上所用時(shí)間相同

Answer 1

【答案】B

【解析】

根據(jù)動(dòng)能定理定理可求得粒子剛進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度。粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，由分位移公式得到粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)距離，再由幾何關(guān)系可明確粒子打在屏上的位置。根據(jù)電場(chǎng)力做功可分析偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)對(duì)粒子做功大小關(guān)系，結(jié)合動(dòng)能定理分析粒子打到屏上時(shí)速度關(guān)系。

粒子在加速電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理可知：，解得：，粒子在加速電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：；粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間：；在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中豎直分位移：；聯(lián)立解得：，y與q、m無(wú)關(guān)，所以三種粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中軌跡重合，離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此三種粒子一定打到屏上的同一位置；加速電場(chǎng)對(duì)粒子做功為，q和相等，所以加速電場(chǎng)對(duì)三種粒子做功相等。偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)對(duì)粒子做功：，q、、y相等，則知偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)對(duì)三種粒子做功相等，故A錯(cuò)誤，B正確；對(duì)整個(gè)過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理得：，由于W相等，所以三種粒子達(dá)到屏上的動(dòng)能相同，故C錯(cuò)誤；離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：；粒子運(yùn)動(dòng)到屏上所用時(shí)間；因?yàn)?/span>不等，所以t不等，故D錯(cuò)誤。所以B正確，ABD錯(cuò)誤。