Question

如圖所示一個一價和一個二價的靜止銅離子，經(jīng)過同一電壓加速后，再垂直射入同一勻強偏轉(zhuǎn)電場，然后打在同一屏上，屏與偏轉(zhuǎn)電場方向平行，下列說法不正確的是（　�。�

• A、二價銅離子打在屏上時的速度大
• B、離開偏轉(zhuǎn)電場后，二價銅離子飛到屏上用的時間短
• C、離子經(jīng)加速電場過程中，二價銅離子受電場力做功多
• D、在離開偏轉(zhuǎn)電場時，兩種離子在電場方向上的位移不相等

Answer 1

分析：粒子經(jīng)過加速電場加速后，可以應(yīng)用動能定理解出其速度，粒子進入偏轉(zhuǎn)電場后做類平拋運動，水平方向做勻速直線運動，豎直方向做初速度為零的勻加速直線運動，結(jié)合動能定理與運動學(xué)關(guān)系式解出要求的物理量．

解答：解：粒子經(jīng)過加速電場加速時，只有電場力做功，由動能定理得：
qU₁=

1

2

m

v

2 0

…①
粒子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動，垂直于電場方向做勻速直線運動，沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運動，所以豎直方向有：
y=

1

2

at2=

1

2

?

qU2

md

?(

L

v0

)2…②
由①②得：y=

U2L2

4dU1

，可見y與帶電粒子的電荷量、質(zhì)量無關(guān)．說明兩個粒子離開偏轉(zhuǎn)電場時，偏轉(zhuǎn)距離y相等．
A、對全過程，根據(jù)動能定理得：
qU₁+q

U2

d

y=

1

2

mv2，U₁、U₂、y相等，則知q越大，打在屏上的速度v越大，故二價銅離子打在屏上時的速度大．故A正確．
B、離子離開電場后都做勻速直線運動，由上知，兩個離子離開偏轉(zhuǎn)電場后，二價銅離子打在屏上時的速度大，通過的位移相等，則二價銅離子飛到屏上用的時間短．故B正確．
C、離子經(jīng)加速電場加速過程中，電場力做功為：W=q

U2

d

y∝q，所以二價銅離子受電場力做功多．故C正確．
D、由上知，在離開偏轉(zhuǎn)電場時，兩種離子在電場方向上的位移y相等．故D錯誤．
本題選錯誤的，故選：D．

點評：本題關(guān)鍵把類平拋運動分解成水平方向的勻速直線運動，豎直方向的勻加速直線運動，結(jié)合牛頓第二定律和勻變速直線運動得到偏轉(zhuǎn)距離y，再根據(jù)動能定理、功的公式進行解題．