Question

高中物理电场问题

如图所示，在真空中有质子、氘核和α粒子都从O点静止释放，经过相同加速电场和偏转电场后，都打在同一个与OO¢垂直的荧光屏上，使荧光屏上出现亮点。已知质子、氘核和α粒子质量之比为1:2:4, 电荷量之比为1:1:2，粒子的重力不计。下列说法中正确的是 ( )
A．质子、氘核和α粒子在偏转电场中运动时间之比为2:1:1
B．三种粒子射出偏转电场时的速度相同
C．在荧光屏上将只出现1个亮点
D．偏转电场对质子、氘核和α粒子粒子做的功之比为1:2:2
请求思路及详解

Answer 1

选C。
这题得把所有细节分析清楚才行。
设加速是沿x轴的，偏转是沿y轴的，他们先经过加速电场再经过偏转电场。
三种粒子质量m之比为1:2:4, 电荷q之比为1:1:2
加速电场对粒子做功等于粒子沿x轴运动的动能：qU=0.5m(Vx)^2
可得x方向分速度Vx之比为(√2):1:1——B选项错。
所以在同样长度的偏转电场中运动时间t之比为1:(√2):(√2)——A选项错。
偏转电场中三种粒子在y方向的加速度a=qE/m，因此a之比为2:1:1
在y方向为匀加速直线运动，y方向运动距离y=0.5at^2，因此y之比为1:1:1，意味着三种粒子从偏转电场的同一个位置出去——C选项对。
偏转电场做功W=qEy，因此W之比为1:1:2——D选项错。