题目内容

11.如图质子和α粒子都从静止开始,经AB间电场加速后垂直进 入CD间的匀强电场,到离开电场为止,在CD间的偏转距离分别为y1、y2,动能的变化量分别为△E1和△E2,则y1:y2及△E1:△E2的值为(  )
A.1:2;1:1B.1:2;1:4C.1:1;1:2D.2:1;4:1

分析 电子经加速电场加速时,由动能定理求得获得的速度,进入偏转时,电子做类平抛运动,运用运动的分解法得到偏转量y的表达式,再由动能定理得到动能的变化量表达式,再进行比较.

解答 解:对于任一粒子,在加速电场的运动过程,由动能定理得:
  qU1=$\frac{1}{2}$mv02
解得:v0=$\sqrt{\frac{2q{U}_{1}}{m}}$     
粒子在偏转电场中做类平抛运动,平行板方向做匀速直线运动,运动时间为:t=$\frac{L}{{v}_{0}}$
垂直板方向做初速度为零的匀加速直线运动,由牛顿第二定律得加速度为:a=$\frac{qE}{m}$=$\frac{q{U}_{2}}{md}$
离开偏转电场时的侧移为 y=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$
由以上各式解得:y=$\frac{{U}_{2}{L}^{2}}{4{U}_{1}d}$,y与m、q无关,则y1:y2=1:1
对整个过程,由动能定理得:
动能的变化量△E=qU0+q$\frac{{U}_{2}}{d}$y=qU0+q$\frac{{U}_{2}}{d}$•$\frac{{U}_{2}{L}^{2}}{4{U}_{1}d}$=qU0+q$\frac{{U}_{2}^{2}{L}^{2}}{4{U}_{1}{d}^{2}}$,可知,△E与q成正比,则得△E1:△E2=1:2
故选:C

点评 本题是带电粒子先经加速电场加速,后经偏转电场偏转,得到的结论:偏转量与电荷的质量和电量无关,这个结论要理解的基础上记牢,经常用到.

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