Question

3．如圖所示，氕、氘、氚的原子核經(jīng)過同一加速電場由靜止開始加速，又經(jīng)同一勻強電場偏轉，最后打在熒光屏上，那么（　　）

• A． 經(jīng)過加速電場過程中，電場力對氚核做的功最多
• B． 經(jīng)過偏轉電場過程中，電場力對三種核做的功一樣多
• C． 它們在偏轉電場中會分離為三股粒子束
• D． 三種原子核都打在屏上的同一位置上

Answer 1

分析 本題中帶電粒子先加速后偏轉．先根據(jù)動能定理求出加速獲得的速度表達式．三種粒子在偏轉電場中做類平拋運動，垂直于電場方向上做勻速直線運動，沿電場方向做勻加速運動，根據(jù)牛頓第二定律和運動學得到粒子偏轉距離與加速電壓和偏轉電壓的關系，從而得出偏轉位移的關系即可判斷粒子打在屏上的位置關系．

解答 解：A、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，電場力做的功為：W=qU₁
由于加速電壓相同，電荷量相等，所以電場力做的功相等，故A錯誤，B正確；
CD、在偏轉電場中的偏轉位移y=$\frac{1}{2}{at}^{2}$=$\frac{1}{2}$$•\frac{{qU}_{2}}{md}{•（\frac{L}{{v}_{0}}）}^{2}$
解得：y=$\frac{{{U}_{2}L}^{2}}{{4U}_{1}d}$
同理可得到偏轉角度的正切tanθ=$\frac{{{U}_{2}L}^{\;}}{{2U}_{1}d}$，可見y和tanθ與電荷的電量和質量無關．所以出射點的位置相同，出射速度的方向也相同．故兩種粒子打屏上同一點，不會分離為三股粒子束，故C錯誤，D正確．
故選：BD

點評 解決本題的關鍵知道帶電粒子在加速電場和偏轉電場中的運動情況，知道從靜止開始經(jīng)過同一加速電場加速，垂直打入偏轉電場，運動軌跡相同．做選擇題時，這個結論可直接運用，節(jié)省時間．