真空中的某装置如图所示,其中平行金属板A、B之间有加速电场,C、D之间有偏转电场,M为荧光屏.今有质子、氘核和α粒子均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场
问题描述:
真空中的某装置如图所示,其中平行金属板A、B之间有加速电场,C、D之间有偏转电场,M为荧光屏.今有质子、氘核和α粒子均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场,最后打在荧光屏上.已知质子、氘核和α粒子的质量之比为1:2:4,电荷量之比为1:1:2,则下列判断正确的是( )
A. 三种粒子从B板运动到荧光屏经历的时间相同
B. 三种粒子打到荧光屏上的位置相同
C. 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1:2:2
D. 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1:2:4
答
设加速电压为U1,偏转电压为U2,偏转极板的长度为L,板间距离为d.
A、在加速电场中,由动能定理得:qU1=
,得,加速获得的速度为v0=1 2
.三种粒子从B板运动到荧光屏的过程,水平方向做速度为v0的匀速直线运动,由于三种粒子的比荷不同,则v0不同,所以三种粒子从B板运动到荧光屏经历的时间不同.故A错误.
2qU1
m
B、根据推论:y=
,可知,y与粒子的种类、质量、电量无关,故三种粒子偏转距离相同,打到荧光屏上的位置相同.故B正确.
U2L2
4dU1
C、D、偏转电压的电场力做功为W=qEy,则W与q成正比,三种粒子的电荷量之比为1:1:2,则有电场力对三种粒子做功之比为1:1:2.故C错误,D错误.
故选:B.