Question

（14分）如圖所示，離子發(fā)生器發(fā)射出一束質(zhì)量為m，電荷量為q的離子，從靜止經(jīng)加速電壓U₁加速后，獲得速度，并沿垂直于電場(chǎng)線方向射入兩平行板中央，受偏轉(zhuǎn)電壓U₂作用后，以速度離開(kāi)電場(chǎng)，已知平行板長(zhǎng)為，兩板間距離為d，求：  

①的大��；

②離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間；

③離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力的大小F；

④離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的加速度；

⑤離子在離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的橫向速度；

⑥離子在離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度的大��；

⑦離子在離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的橫向偏移量y；

 

Answer 1

【答案】

①②③④⑤

⑥⑦

【解析】①不管加速電場(chǎng)是不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，W＝qU都適用，所以由動(dòng)能定理得：

                          （2分）

②由于偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，所以離子的運(yùn)動(dòng)類(lèi)似平拋運(yùn)動(dòng)．

即：水平方向?yàn)樗俣葹関₀的勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向?yàn)槌跛俣葹榱愕膭蚣铀僦本�運(yùn)動(dòng)．

∴在水平方向（2分）

③   F=qE=（2分）

④（2分）

⑤（2分）

⑥（2分）

⑦（和帶電粒子q、m無(wú)關(guān)，只取決于加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)）。（2分）

本題考查帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，在加速電場(chǎng)先由動(dòng)能定理求得電場(chǎng)力做功和進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的速度大小，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后電場(chǎng)力方向與初速度方向垂直，水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力提供加速度，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度、位移與時(shí)間的關(guān)系可求得飛出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度大小和位移大小