题目内容
如图所示,F为荧光屏.在A和B两极板间的加速电压为U1,在两水平放置的平行板C、D间加有偏转电压U2,CD两板距离为d,板长为L.现分别有质子和α粒子(氦核)由静止从A板中心点出发,经加速后以水平速度从C、D板间正中央进入,不计粒子的重力,则
(1)如果质子和α粒子都能打在荧光屏F上,那它们能打到F的同一位置吗?证明你的结论;
(2)要使质子和α粒子都能打在荧光屏F上,U2/U1应满足什么条件?
(1)如果质子和α粒子都能打在荧光屏F上,那它们能打到F的同一位置吗?证明你的结论;
(2)要使质子和α粒子都能打在荧光屏F上,U2/U1应满足什么条件?
分析:(1)对直线加速过程运动动能定理列式,此后做类似平抛运动,根据水平分运动求解时间,再求出侧移量y判断;
(2)对第一问中的侧移量y<
d列式即可.
(2)对第一问中的侧移量y<
1 |
2 |
解答:解:(1)加速电场中 qU1=
m
偏转电场中做类似平抛运动;
水平方向:L=v0t
竖直方向:y=
gt2
根据牛顿第二定律,有:q
=ma
解得:y=
由此可知,偏转量与粒子的电荷量和质量无关,因此质子和α粒子能打到F的同一位置.
(2)要使质子和α粒子都打到荧光屏F上,则y<
d
解得:
<
答:(1)如果质子和α粒子都能打在荧光屏F上,那它们能打到F的同一位置;
(2)要使质子和α粒子都能打在荧光屏F上,应满足
<
的条件.
1 |
2 |
v | 2 0 |
偏转电场中做类似平抛运动;
水平方向:L=v0t
竖直方向:y=
1 |
2 |
根据牛顿第二定律,有:q
U2 |
d |
解得:y=
U2L2 |
4U1d |
由此可知,偏转量与粒子的电荷量和质量无关,因此质子和α粒子能打到F的同一位置.
(2)要使质子和α粒子都打到荧光屏F上,则y<
1 |
2 |
解得:
U2 |
U1 |
2d2 |
L2 |
答:(1)如果质子和α粒子都能打在荧光屏F上,那它们能打到F的同一位置;
(2)要使质子和α粒子都能打在荧光屏F上,应满足
U2 |
U1 |
2d2 |
L2 |
点评:本题关键是要明确两种粒子的运动规律,然后根据动能定理、分位移公式列式后求解出侧移量y进行分析讨论.
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