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，C、D之間有偏轉電場，M為熒光屏．今有質子、氘核和α粒子均由A板從靜止開始被加速電場加速后垂直于電場方向進入偏轉電場，最后打在熒光屏上．已知質子、氘核和α粒子的質量之比為1∶2∶4，電荷量之比為1∶1∶2，則下列判斷中正確的是

1. A.
   三種粒子從B板運動到熒光屏經歷的時間相同
2. B.
   三種粒子打到熒光屏上的位置相同
3. C.
   偏轉電場的電場力對三種粒子做功之比為1∶2∶2
4. D.
   偏轉電場的電場力對三種粒子做功之比為1∶2∶4

Answer 1

B
試題分析：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．在加速電場中，由動能定理得：，得，加速獲得的速度為．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，由于三種粒子的比荷不同，則v₀不同，所以三種粒子從B板運動到熒光屏經歷的時間不同．故A錯誤．根據推論：，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B正確．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CD錯誤．
考點：動能定理及類平拋運動。