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如圖所示,質(zhì)子、氘核、氦核都沿平行板電容器的中線垂直電場(chǎng)線進(jìn)入板間的勻強(qiáng)電場(chǎng),射出后都打在同一個(gè)與中線垂直的光屏上,則下列說法正確的是(  )
分析:三個(gè)粒子垂直射入電場(chǎng)后都做類平拋運(yùn)動(dòng),水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律和位移公式推導(dǎo)出粒子的偏轉(zhuǎn)距離,再分析光屏上出現(xiàn)的亮點(diǎn)個(gè)數(shù).
解答:解:設(shè)粒子的質(zhì)量為m,電量為q,初速度為v0,勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為E,板長(zhǎng)為L(zhǎng),則
水平方向:粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng),則有L=v0t,t=
L
v0

豎直方向:做勻加速直線運(yùn)動(dòng),偏轉(zhuǎn)距離y=
1
2
at2
=
qE
2m
(
L
v0
)2
=
qEL2
2m
v
2
0

A、B若它們射入電場(chǎng)時(shí)的初速度相等,氘核、氦核的比荷
q
m
相等,y相等,這兩個(gè)粒子打在屏上同一點(diǎn),所以光屏上將出現(xiàn)2個(gè)亮點(diǎn).故A錯(cuò)誤,B正確.
C、若它們射入電場(chǎng)時(shí)的初動(dòng)能相等,m
v
2
0
相等,質(zhì)子、氘核的電量q相等,這兩個(gè)粒子打在屏上同一點(diǎn),所以光屏上將出現(xiàn)2個(gè)亮點(diǎn).故C錯(cuò)誤.
D、設(shè)加速電壓為U1、偏轉(zhuǎn)電壓為U2.根據(jù)動(dòng)能定理得
  qU1=
1
2
m
v
2
0
,E=
U2
d

代入y=
qEL2
2m
v
2
0
得,y=
U2L2
4U1d
,可見,y與粒子的電量、質(zhì)量無關(guān),所以質(zhì)子、氘核、氦核在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)距離相等,這三個(gè)粒子都打在屏上同一點(diǎn),所以光屏上將出現(xiàn)1個(gè)亮點(diǎn).故D正確.
故選BD
點(diǎn)評(píng):本題是帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中加速和偏轉(zhuǎn)問題,運(yùn)用牛頓定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解偏轉(zhuǎn)距離或偏轉(zhuǎn)角度是常用的思路.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,質(zhì)子、氘核和α粒子都沿平行板電容器兩板中線OO′方向垂直于電場(chǎng)線射入板間的勻強(qiáng)電場(chǎng),射出后都打在同一個(gè)與OO′垂直的熒光屏上,使熒光屏上出現(xiàn)亮點(diǎn).下列說法中正確的是(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,質(zhì)子、氘核和α粒子都沿平行金屬板中心線OO′方向射入兩板間,板內(nèi)存在勻強(qiáng)電場(chǎng),粒子從板間射出后都能打在熒光屏上.下列說法中正確的是(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,質(zhì)子、氘核和α粒子都沿平行板電容器兩板中線OO′方向垂直于電場(chǎng)線射入板間的勻強(qiáng)電場(chǎng),且都能射出電場(chǎng),射出后都打在同一個(gè)熒光屏上,使熒光屏上出現(xiàn)亮點(diǎn).若微粒打到熒光屏的先后不能分辨,則下列說法中正確的是(    )

A.若它們射入電場(chǎng)時(shí)的速度相等,在熒光屏上將出現(xiàn)3個(gè)亮點(diǎn)

B.若它們射入電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)量相等,在熒光屏上將只出現(xiàn)2個(gè)亮點(diǎn)

C.若它們射入電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能相等,在熒光屏上將只出現(xiàn)1個(gè)亮點(diǎn)

D.若它們是由同一個(gè)電場(chǎng)從靜止加速后射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的,在熒光屏上將只出現(xiàn)1個(gè)亮點(diǎn)

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科目:高中物理 來源:2014屆河北冀州中學(xué)高二上學(xué)期期中考試物理理A卷(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,質(zhì)子、氘核和粒子都沿平行金屬板中心線方向射入兩板間,板內(nèi)存在勻強(qiáng)電場(chǎng),粒子從板間射出后都能打在熒光屏上.下列說法中正確的

A.若它們射入電場(chǎng)時(shí)的速度相等,在熒光屏上將出現(xiàn)3個(gè)亮點(diǎn)

B.若它們射入電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能相等,在熒光屏上將只出現(xiàn)2個(gè)亮點(diǎn)

C.若它們射入電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能相等,在熒光屏上將只出現(xiàn)1個(gè)亮點(diǎn)

D.若它們是由同一個(gè)電場(chǎng)從靜止加速后射入此偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的,在熒光屏上將只出現(xiàn)1個(gè)亮點(diǎn)

 

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