题目内容
8.真空中的某装置如图所示,现有质子、氚核和α粒子部从O点静止释放,经过相同加速电场和偏转电场,射出后都打在同一个与OO′垂直的荧光屏上,使荧光屏上出现亮点(已知质子、氚核和α粒子质量之比为1:3:4,电量之比为1:1:2,重力都不计),则在荧光屏上将出现1个亮点,偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1:1:2.分析 根据动能定理求出粒子进入偏转电场时的速度,抓住在偏转电场中垂直于电场方向做匀速直线运动,求出运动的时间.结合竖直方向上做匀加速直线运动,求出出电场时竖直方向上的分速度以及偏转的位移.根据动能定理求出偏转电场电场力做功的大小关系.
解答 解:根据动能定理得:qU1=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$-0,
在在偏转电场中运动时间有:t=$\frac{L}{v}$,
偏转位移为:y=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=$\frac{1}{2}•\frac{qE}{m}•{t}^{2}$=$\frac{1}{2}•\frac{q{U}_{0}}{md}•{t}^{2}$,
联立解得:y=$\frac{{U}_{0}{L}^{2}}{4d{U}_{1}}$,即侧移量与粒子的电量和质量无关,故荧光屏将只出现一个亮点;
偏转电场的电场力对粒子做功W=qEy=$q\frac{{U}_{0}}{d}y$∝q,由于质子、氚核和α粒子的电量之比为1:1:2,故偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1:1:2;
故答案为:1,1:1:2.
点评 本题考查粒子在电场中的加速和偏转,掌握处理粒子在电场中偏转的方法,知道粒子在垂直电场和沿电场方向上的运动规律,抓住等时性,结合运动学公式进行求解.
练习册系列答案
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9.下列说法正确的是( )
A. | 时刻对应时间轴上的点,时间对应时间轴上的线段 | |
B. | 为正在参加吊环比赛的运动员打分时,裁判们可以把运动员看作质点 | |
C. | 平均速度就是速度的平均值 | |
D. | 位移的大小和路程总是相等,但位移是矢量,路程是标量 |
3.如图所示,沿水平方向放置的平行金属板a和b,分别与电源的正、负极相连,两板的中央沿竖直方向各有一个小孔,一带正电的液滴,自小孔的正上方的P点由静止自由落下,开关S闭合时,穿过a板的小孔后的速度为v1.若使b板不动,保持开关S闭合或断开,a板向下平移一小段距离,相同的液滴仍然从P点由静止自由落下,穿过a板的小孔后的速度为v2,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. | 若开关S保持闭合,向下移动a板,则v2>v1 | |
B. | 若开关S保持闭合,向下移动a板,则金属板间的电场强度增大 | |
C. | 若开关S闭合一段时间后再断开,向下移动a板,则v2一定等于v1 | |
D. | 若开关S闭合一段时间后再断开,向下移动a板,则金属板间的电场强度不变 |
13.两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在y轴上的O、M两点,若规定无穷远处的电势为零,则在两电荷连线上各点的电势φ随y变化的关系如图所示,其中A、N两点的电势均为零,ND段中的C点电势最高,则( )
A. | q1与q2带同种电荷 | |
B. | A、N两点的电场强度大小为零 | |
C. | 从N点沿y轴正方向,电场强度大小先减小后增大 | |
D. | 将一正点电荷从N点移到D点,电场力先做负功后做正功 |
20.如图甲所示,匝数为10匝的三角形线圈,其总电阻r=0.5Ω,外接一个阻值R=2.0Ω的电阻,在线圈内有垂直纸面向内的磁场,线圈内磁通量Φ随时间t变化的规律如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. | 电阻R两端电压为5V | B. | 电阻R上消耗的功率为8W | ||
C. | 0~4秒内通过电阻R的电荷量为8C | D. | a点的电势低于b点的电势 |