Question

5．如圖所示，${\;}_1^1H$、${\;}_1^2H$、${\;}_1^3H$三種粒子從同一位置無初速度地飄入水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，被加速后進(jìn)入豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，最后打在屏上．整個(gè)裝置處于真空中，不計(jì)粒子重力及其相互作用，那么（　　）

• A． 偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)對(duì)三種粒子做功一樣多
• B． 三種粒子打到屏上時(shí)速度一樣大
• C． 三種粒子運(yùn)動(dòng)到屏上所用時(shí)間相同
• D． 三種粒子一定打到屏上的同一位置

Answer 1

分析 由動(dòng)能定理定理可求得粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度，再對(duì)運(yùn)動(dòng)的合成與分解可求得偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的位移；再由幾何關(guān)系可明確粒子打在屏上的位置．根據(jù)電場(chǎng)力做功E=Eqy可明確做功大小關(guān)系．

解答 解：A、帶電粒子在加速電場(chǎng)中加速，電場(chǎng)力做功W=E₁qd； 由動(dòng)能定理可知：E₁qd=$\frac{1}{2}$mv²；
解得：v=$\sqrt{\frac{2{E}_{1}dq}{m}}$；
粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的時(shí)間t=$\frac{L}{v}$；
在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的縱向速度v₀=at=$\sqrt{\frac{{E}_{2}^{2}q{L}^{2}}{2{E}_{1}md}}$
縱向位移x=$\frac{1}{2}$at²=$\frac{{E}_{2}{L}^{2}}{4{E}_{1}d}$；即位移與比荷無關(guān)，與速度無關(guān)；則可三種粒子的偏轉(zhuǎn)位移相同，則偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)對(duì)三種粒子做功一樣多；故A正確，B錯(cuò)誤；
C、因三粒子由同一點(diǎn)射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，且偏轉(zhuǎn)位移相同，故三個(gè)粒子打在屏幕上的位置一定相同；因粒子到屏上的時(shí)間與橫向速度成反比；因加速后的速度大小不同，故三種粒子運(yùn)動(dòng)到屏上所用時(shí)間不相同；故C錯(cuò)誤，D正確；
故選：AD．

點(diǎn)評(píng) 題考查帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，要注意偏轉(zhuǎn)中的運(yùn)動(dòng)的合成與分解的正確應(yīng)用；正確列出對(duì)應(yīng)的表達(dá)式，根據(jù)表達(dá)式再去分析速度、位移及電場(chǎng)力的功．