Question

如圖所示，一價(jià)氫離子和二價(jià)氦離子的混合體，經(jīng)同一加速電場(chǎng)加速后，垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，偏轉(zhuǎn)后，打在同一熒光屏上，則它們（　�。�

A．同時(shí)到達(dá)屏上同一點(diǎn)	B．先后到達(dá)屏上同一點(diǎn)
C．同時(shí)到達(dá)屏上不同點(diǎn)	D．先后到達(dá)屏上不同點(diǎn)

Answer 1

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：qU₁=

1

2

m

v

20

  ①
兩種粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，水平方向做速度為v₀的勻速直線運(yùn)動(dòng)，由于兩種粒子的比荷不同，則v₀不同，所以兩粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=

L

v0

不同．兩種粒子在加速電場(chǎng)中的加速度不同，位移相同，則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也不同，所以兩粒子是先后離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)．
在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)位移y=

1

2

at2=

1

2

?

qU2

md

?(

L

v0

)2②
聯(lián)立①②得 y=

U2L2

4U1d

同理可得到偏轉(zhuǎn)角度的正切tanθ=

U2L

2U1d

，可見(jiàn)y和tanθ與電荷的電量和質(zhì)量無(wú)關(guān)．所以出射點(diǎn)的位置相同，出射速度的方向也相同．故兩種粒子打屏上同一點(diǎn)．故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．
故選B．