Question

18．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子，從兩平行板左側(cè)中點(diǎn)沿垂直場(chǎng)強(qiáng)方向射入，當(dāng)入射速度為v時(shí)，恰好穿過(guò)電場(chǎng)而不碰金屬板．要使粒子的入射速度變?yōu)?\frac{v}{2}$仍能恰好穿過(guò)電場(chǎng)，則必須再使（　　）

• A． 粒子的電荷量變?yōu)樵瓉?lái)的$\frac{1}{2}$
• B． 兩板間電壓減為原來(lái)的$\frac{1}{2}$
• C． 兩板間距離變?yōu)樵瓉?lái)的4倍
• D． 兩板間距離變?yōu)樵瓉?lái)的2倍

Answer 1

分析 以一定速度垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，由于速度與電場(chǎng)力垂直，所以粒子做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)．這樣類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)可將看成沿初速度方向的勻速直線與垂直于初速度方向勻加速直線運(yùn)動(dòng)．根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解題．

解答 解：帶電粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，即粒子做沿平行板方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)與垂直板方向上的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)．
粒子恰好穿過(guò)電場(chǎng)時(shí)，它沿平行板的方向發(fā)生位移L所用的時(shí)間與垂直板方向上發(fā)生位移$\fracp9vv5xb5{2}$所用的時(shí)間相等，設(shè)兩板電壓為U，則有$\frac{L}{v}$=$\sqrt{\frac{mp9vv5xb5^{2}}{Uq}}$．
當(dāng)入射速度變?yōu)?\frac{v}{2}$，它沿平行板的方向發(fā)生位移L所用的時(shí)間變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，由上式可知，粒子的電荷量變?yōu)樵瓉?lái)的$\frac{1}{4}$、兩板間距離增為原來(lái)的2倍時(shí)或電壓變成原來(lái)的4倍，均可使粒子在與垂直板方向上發(fā)生位移$\fracp9vv5xb5{2}$所用的時(shí)間變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，從而保證粒子仍恰好穿過(guò)電場(chǎng)．故只有D正確，ABC錯(cuò)誤．
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)做勻加速曲線運(yùn)動(dòng)．應(yīng)用處理類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的方法處理粒子運(yùn)動(dòng)，注意正確找出水平和豎直兩個(gè)方向上的時(shí)間關(guān)系是解題的關(guān)鍵．