Question

2．如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入方向水平向右的加速电场E₁，之后进入方向竖直向下的匀强电场E₂发生偏转，最后打在屏上．整个装置处于真空中，不计粒子重力及粒子间相互作用，那么（　　）

• A． 加速电场E₁对三种粒子做功一样多
• B． 偏转电场E₂对三种粒子做功一样多
• C． 三种粒子一定打到屏上的同一位置
• D． 三种粒子运动到屏上所用时间相同

Answer 1

分析 根据电场力做功的计算公式W=qU分析加速电场对三种粒子做功的大小关系．由动能定理定理可求得粒子进入偏转电场时的速度，再对运动的合成与分解可求得偏转电场中的位移；再由几何关系可明确粒子打在屏上的位置，最后判断偏转电场对粒子做功的关系．

解答 解：A、加速电场对粒子做功为  W=qU，U相等，三种粒子的电荷量q相等，所以加速电场E₁对三种粒子做功相等．故A正确．
BCD、带电粒子在加速电场中加速运动，由动能定理可知：qU₁=$\frac{1}{2}$mv²；
解得：v=$\sqrt{\frac{2q{U}_{1}}{m}}$；三种粒子的比荷不等，所以加速获得的速度不等．
粒子在偏转电场中运动的时间 t=$\frac{L}{v}$，v不等，可知三种粒子运动到屏上所用时间不等．
在偏转电场中的偏转位移大小 y=$\frac{1}{2}$at²=$\frac{1}{2}•\frac{q{E}_{2}}{m}•（\frac{L}{v}）^{2}$=$\frac{{E}_{2}{L}^{2}}{4{U}_{1}}$，y与q、m无关，所以三种粒子的偏转位移相同，根据W=qE₂y知：偏转电场对三种粒子做功一样多；由三角形相似可知，三种粒子打在屏幕上的位置一定相同，故BC正确，D错误；
故选：ABC

点评 本题考查带电粒子在电场中的偏转，要注意偏转中的运动的合成与分解的正确应用，本题的结论要在理解的基础上记牢，经常用到．