Question

【題目】如圖所示,在豎直放置的平行金屬板AB之間加上恒定電壓U,AB兩板的中央留有小孔,在B的右側(cè)有平行于極板的勻強電場E,電場范圍足夠大,感光板MN垂直于電場方向放置,第一次從小孔處從靜止釋放一個質(zhì)子,第二次從小孔處從靜止釋放一個粒子,關(guān)于這兩個粒子在電場中運動的判斷正確的是( )

A. 質(zhì)子和粒子打到感光板上時的速度之比為2:1

B. 質(zhì)子和粒子在電場中運動的時間相同

C. 質(zhì)子和粒子打到感光板上時的動能之比為1:2

D. 質(zhì)子和粒子在電場中運動的軌跡重疊在一起

Answer 1

【答案】CD

【解析】從開始運動到打到板上質(zhì)子的速度為，粒子速度為，根據(jù)動能定理：，化簡得出：，質(zhì)子的比荷為：，粒子的比荷為：，代入得：，故A錯誤；設粒子在加速電場中加速時間為，加速位移為，在偏轉(zhuǎn)電場中時間為，偏轉(zhuǎn)位移為y，有：，，由于質(zhì)子和粒子的加速位移和偏轉(zhuǎn)位移相同，但是比荷不同，故所以運動時間不同，故B錯誤；從開始運動到打到板上根據(jù)動能定理有：，解得：，因為U、E、d相同，則有：，故C正確；帶電粒子進入偏轉(zhuǎn)電場時根據(jù)動能定理可得：，進入偏轉(zhuǎn)電場后電勢差為，偏轉(zhuǎn)的位移為y，有：，聯(lián)立得：，速度的偏轉(zhuǎn)角正切值為，有：，偏轉(zhuǎn)位移y與速度的偏轉(zhuǎn)角正切值與帶電粒子無關(guān)，因此運動軌跡是一條，故D正確。故選CD。