题目内容
【题目】如图,氕核、氘核、氚核三种粒子从S点无初速释放。经电场加速后,又进入电场偏转最后打在屏上。整个装置处于真空中,不计粒子重力及其相互作用,则
A. 三种粒子将打到屏上的不同位置
B. 偏转电场对三种粒子做功一样多
C. 三种粒子打到屏上的动能不同
D. 三种粒子运动到屏上所用时间相同
【答案】B
【解析】
根据动能定理定理可求得粒子刚进入偏转电场时的速度。粒子进入偏转电场中做类平抛运动,由分位移公式得到粒子在偏转电场中的偏转距离,再由几何关系可明确粒子打在屏上的位置。根据电场力做功可分析偏转电场对粒子做功大小关系,结合动能定理分析粒子打到屏上时速度关系。
粒子在加速电场中加速,由动能定理可知:,解得:,粒子在加速电场中的运动时间:;粒子在偏转电场中做类平抛运动,运动时间:;在偏转电场中竖直分位移:;联立解得:,y与q、m无关,所以三种粒子在偏转电场中轨迹重合,离开偏转电场后粒子做匀速直线运动,因此三种粒子一定打到屏上的同一位置;加速电场对粒子做功为,q和相等,所以加速电场对三种粒子做功相等。偏转电场对粒子做功:,q、、y相等,则知偏转电场对三种粒子做功相等,故A错误,B正确;对整个过程,根据动能定理得:,由于W相等,所以三种粒子达到屏上的动能相同,故C错误;离开偏转电场后粒子的运动时间:;粒子运动到屏上所用时间;因为不等,所以t不等,故D错误。所以B正确,ABD错误。
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