让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物从同一点经同一加速电场U加由静止开始加速,然后在同一偏转电场(电压为U偏)里

让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物从同一点经同一加速电场U由静止开始加速,然后在同一偏转电场(电压为U)里偏转,最终出电场时,它们是打在荧光屏上同一点,还是分成三束打在不同的点?试通过计算说明.
hyg12345 1年前 已收到1个回答 举报

温馨的细雨 幼苗

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解题思路:三个离子先加速后偏转,先由动能定理得到加速获得的速度,再运用运动的分解法,得到离子离开偏转电场时的侧向距离和偏转角度,即可进行分析.

设任一正电荷的电量为q,加速电压为U,偏转电压为U,偏转电极的极板为L,板间距离为d.
在加速电场中,根据动能定理得:
qU=[1/2]m
v20
在偏转电场中,离子做类平抛运动,运动时间:
t=[L
v0
偏转距离:
y=
1/2]at2=[1/2]•
qU偏
md•t2
联立以上各式得:
y=
U偏L2
4dU加
设偏转角度为θ,则:
tanθ=
vy
v0=
at
v0=
U偏L
4dU加
由上可知y、θ与带电粒子的质量、电荷量无关,则一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子在偏转电场轨迹重合,所以它们不会分成三股,而是会聚为一束射出.
答:一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子不会分成三股,而是会聚为一束射出,打在荧光屏上同一点.

点评:
本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动.

考点点评: 本题一方面要熟记结论:同种带电粒子经同一加速电场加速,再经同一偏转电场偏转时轨迹重合.另一方面要能运用力学方法进行推导.

1年前

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