Question

质子和氦核从静止开始经相同电压加速后,又垂直于电场方向进入同一匀强电场,离开偏转电场时

质子和氦核从静止开始经相同电压加速后,又垂直于电场方向进入同一匀强电场,离开偏转电场时,它们侧向偏移量只比和在偏转电场中运动的时间之比分别为
用计算题的方法解答,
高二物理

Answer 1

氦核的质量是质子的4倍，电量是质子的2倍，设质子质量为m，电量为q，那么氦核的质量就是4m，电量是2q。
经相同的电压U加速后，质子获得的动能W1=U*q，氦核获得的动能W2=U*2q
利用动能的计算公式，可求出质子与氦核的速度之比为根号2：1。
因为是垂直入射电场的，在电场中受到的电场力的方向与初速度方向垂直，所以在电场中运动的时间与速度成反比，即1：根号2。
在t时间内，质子在电场中的偏移量（即沿着电场线方向的位移）等于0.5×a1×t^2，a1=E*q/m；在根号2×t时间内，氦核在电场中的偏移量=0.5×a2*(t*根号2)^2，a2=E*2q/（4m），可以求出偏移量之比为1：1