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让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物由静止经过同一加速电场加速,然后在同一偏转电场里偏转,它们是否会分成三股?请说明理由.
设任一正电荷的电量为q,加速电压为U1,偏转电压为U2,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:
qU1=
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
?
qU2
md
t2

联立以上各式得:y=
U2L2
4dU1

设偏转角度为θ,则 tanθ=
vy
v0
=
at
v0
=
U2L
2dU1

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.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在两块平行金属板中间,有一个处于静止状态的带正电的粒子.若在两板间加交变电压u=Umsinωt,下列判断中正确的是(   )
A.粒子的位移一定按正弦规律变化B.粒子的速度一定按正弦规律变化
C.粒子的加速度一定按正弦规律变化D.粒子的运动轨迹一定是一条正弦曲线

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图(a)所示,两平行正对的金属板A、B间加有如图(b)所示的交变电压,一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间p处。若在t0时刻释放该粒子,粒子会时而向A板运动,时而向B板运动,并最终打在A板上。则t0可能属于的时间段是

A.     B.
C.    D.   

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

示波器的核心部分为示波管,如图中甲所示,真空室中电极K发出电子(初速不计),经过电压为U1的加速电场后,由小孔S沿水平金属板A、B间的中心线射入板中.板长L,相距为d,在两板间加上如图乙所示的正弦交变电压,前半个周期内B板的电势高于A板的电势,电场全部集中在两板之间,且分布均匀.在每个电子通过极板的极短时间内,电场可看作恒定的.在两极板右侧且与极板右端相距D处有一个与两板中心线垂直的荧光屏,中心线正好与屏上坐标原点相交.当第一个电子到达坐标原点O时,使屏以速度v沿-x方向运动,每经过一定的时间后,在一个极短时间内它又跳回到初始位置,然后重新做同样的匀速运动.(已知电子的质量为m,带电量为e,不计电子重力).求:
(1)电子进入A、B板时的初速度;
(2)要使所有的电子都能打在荧光屏上,图乙中电压的最大值U0需满足什么条件?
(3)要使荧光屏上始终显示一个完整的波形,荧光屏必须每隔多长时间回到初始位置?计算这个波形的峰值和长度.在如图丙所示的x-y坐标系中画出这个波形.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图所示装置中,AB是两个竖直放置的平行金属板,在两板中心处各开有一个小孔,板间距离为d,板长也为d,在两板间加上电压U后,形成水平向右的匀强电场.在B板下端(紧挨B板下端,但未接触)固定有一个点电荷Q,可以在极板外的空间形成电场.紧挨其下方有两个水平放置的金属极板CD,板间距离和板长也均为d,在两板间加上电压U后可以形成竖直向上的匀强电场.某时刻在O点沿中线OO'由静止释放一个质量为m,带电量为q的正粒子,经过一段时间后,粒子从CD两极板的正中央进入电场,最后由CD两极板之间穿出电场.不计极板厚度及粒子的重力,假设装置产生的三个电场互不影响,静电力常量为k.求:
(1)粒子经过AB两极板从B板飞出时的速度大小;
(2)在B板下端固定的点电荷Q的电性和电量;
(3)粒子从CD两极板之间飞出时的位置与释放点O之间的距离.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

图甲所示,平行金属板PQ、MN水平地固定在地面上方的空间,金属板长l=20cm,两板间距d=10cm,两板间的电压UMP=100V.在距金属板M端左下方某位置有一粒子源A,从粒子源竖直向上连续发射速度相同的带电粒子,射出的带电粒子在空间通过一垂直于纸面向里的磁感应强度B=0.20T的圆形区域匀强磁场(图中未画出)后,恰好从金属板PQ左端的下边缘水平进入两金属板间,带电粒子在电场力作用下恰好从金属板MN的右边缘飞出.已知带电粒子的比荷
q
m
=2.0×106C/kg,粒子重力不计,计算结果保留两位有效数字.

求:(1)带电粒子射人电场时的速度大小;
(2)圆形匀强磁场区域的最小半径;
(3)若两金属板间改加如图乙所示的电压,在哪些时刻进入两金属板间的带电粒子不碰到极板而能够飞出两板间.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,电源电动势E=50V,内阻r=1Ω,R1=3Ω,R2=6Ω.间距d=0.2m的两平行金属板M、N水平放置,闭合开关S,板间电场视为匀强电场.板间竖直放置一根长也为d的光滑绝缘细杆AB,有一个穿过细杆的带电小球p,质量为m=0.01kg、带电量大小为q=1×10-3C(可视为点电荷,不影响电场的分布).现调节滑动变阻器R,使小球恰能静止在A处;然后再闭合K,待电场重新稳定后释放小球p.取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)小球的电性质和恰能静止时两极板间的电压;
(2)小球恰能静止时滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)小球p到达杆的中点O时的速度.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,一质量为m、电量为q的带电粒子,以速度v沿平行于板面的方向射入电场中.极板间的电压为U,板长为L,板间距离为d.若不计带电粒子的重力,求带电粒子射出电场时
(1)侧向位移的大小;
(2)速度的大小与方向.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

长度均为L的平行金属板AB相距为d,接通电源后,在两板之间形成匀强电场.在A板的中间有一个小孔K,一个带+q的粒子P由A板上方高h处的O点自由下落,从K孔中进入电场并打在B板上K′点处.当P粒子进入电场时,另一个与P相同的粒子Q恰好从两板间距B板
d
2
处的O′点水平飞入,而且恰好与P粒子同时打在K′处.如果粒子进入电场后,所受的重力和粒子间的作用力均可忽略不计,判断以下正确的说法是(  )
A.P粒子进入电场时速度的平方满足v2=
d
4
a
(a为粒子在电场中所受电场力产生的加速度大小)
B.将P、Q粒子电量均增为+2q,其它条件不变,P、Q粒子同时进入电场后,仍能同时打在K′点
C.保持P、Q原来的电量不变,将O点和O′点均向上移动相同的距离
d
4
;且使P、Q同时进入电场,则P粒子将先击中K′点
D.其它条件不变,将Q粒子进入电场时的初速度变为原来的2倍,将电源电压也增加为原来的2倍,P、Q同时进入电场,仍能同时打在K′点

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