题目内容
6.如图所示,让大量的一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子从同一位置经过同一加速电场A由静止开始加速,然后在同一偏转电场B里偏转.忽略离子的重力及离子间的相互作用力.下列说法正确的是( )A. | 它们始终为一股离子束 | B. | 它们会分离为二股离子束 | ||
C. | 它们会分离为三股离子束 | D. | 它们会分离为无数股离子束 |
分析 一价氢离子、一价氦离子、二价氦离子经过加速电压大小为U的加速电场由静止开始加速,然后在同一偏转电场中偏转后偏转距离和偏转角度相同,从而证轨迹重合.
解答 解:设正电荷的电量为q,加速电压为U1,偏转电压为U2,偏转电极板为L,板间距离为d.
根据动能定理得
加速电场中 qU1=$\frac{1}{2}$mv02
偏转电场中 运动时间t=$\frac{L}{v_{0}}$
偏转距离y=$\frac{1}{2}$at2=$\frac{1}{2}$$\frac{qU_{2}}{md}$($\frac{L}{v_{0}}$)2
得到y=$\frac{{U}_{2}{L}^{2}}{4d{U}_{1}}$
设偏转角度为θ,则tanθ=$\frac{{v}_{y}}{{v}_{0}}$=$\frac{{U}_{2}L}{2d{U}_{1}}$
由上可知y、θ与带电粒子的质量、电荷量无关,则一价氢离子、一价氦离子、二价氦离子在偏转电场轨迹重合,所以混合物始终为一股.故A正确,BCD错误.
故选:A
点评 本题考查带电粒子在电场中的加速和偏转规律,要注意熟记结论:同种带电粒子经同一加速电场加速,再经同一偏转电场偏转时轨迹重合.
练习册系列答案
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