Question

3．如圖所示，氕核、氘核、氚核三種粒子從同一位置無初速地飄入電場線水平向右的加速電場E₁，之后進(jìn)入電場線豎直向下的勻強(qiáng)電場E₂發(fā)生偏轉(zhuǎn)，最后打在屏上．整個裝置處于真空中，不計(jì)粒子重力及其相互作用，那么（　�。�

• A． 三種粒子運(yùn)動到屏上所用的時間相同
• B． 三種粒子打到屏上的速度一樣大
• C． 偏轉(zhuǎn)電場E₂對三種粒子做功一樣多
• D． 三種粒子一定打到屏上的同一位置

Answer 1

分析 由動能定理定理可求得粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的速度，再對運(yùn)動的合成與分解可求得偏轉(zhuǎn)電場中的位移；再由幾何關(guān)系可明確粒子打在屏上的位置．

解答 解：CD、帶電粒子在加速電場中加速度，由動能定理可知：E₁qd=$\frac{1}{2}$mv²；
解得：v=$\sqrt{\frac{2{E}_{1}dq}{m}}$；
粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的時間t=$\frac{L}{v}$；
在偏轉(zhuǎn)電場中的縱向速度v₀=at=$\sqrt{\frac{{E}_{2}^{2}q{L}^{2}}{2{E}_{1}md}}$
縱向位移x=$\frac{1}{2}$at²=$\frac{{E}_{2}{L}^{2}}{4{E}_{1}d}$；即位移與比荷無關(guān)，與速度無關(guān)；則可三種粒子的偏轉(zhuǎn)位移相同，三種粒子一定打到屏上的同一位置，偏轉(zhuǎn)電場對三種粒子做功一樣多；故CD正確；
B、打到屏上的速度等于水平速度與豎直速度的合速度，則可知打在屏上的速度不相同；故B錯誤；
A、由相似三角形可知，打在屏幕上的位置一定相同，故水平位移相同，但水平速度不同，故到屏上到時間不相等；同時由于水平速度不同，故A錯誤；
故選：CD．

點(diǎn)評 本題考查帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)，要注意偏轉(zhuǎn)中的運(yùn)動的合成與分解的正確應(yīng)用；正確列出對應(yīng)的表達(dá)式，根據(jù)表達(dá)式再去分析速度、位移及電場力的功．