Question

15．初速度為零的α粒子、質(zhì)子和一價鈉離子被同一加速電場加速后垂直于電場方向進入同一偏轉(zhuǎn)電場后飛離電場，則這一過程中（　　）

• A． 剛從加速電場飛出的α粒子動能最大
• B． 剛從加速電場飛出的質(zhì)子速度最大
• C． α粒子、質(zhì)子和一價鈉離子飛離偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角都相等
• D． 質(zhì)子和一價鈉離子從進入到飛離偏轉(zhuǎn)電場過程中，動能的增量相等，且是α粒子動能增量的一半

Answer 1

分析 初速度為零的α粒子、質(zhì)子和一價鈉離子被同一加速電場加速后垂直于電場方向進入同一偏轉(zhuǎn)電場后飛離電場，說明粒子先做勻加速直線運動，又做類平拋運動，寫出粒子速度和偏轉(zhuǎn)量的公式，再進行分析．

解答 解：α粒子質(zhì)量數(shù)為4，電荷數(shù)為2，質(zhì)子質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為1，一價鈉離子質(zhì)量數(shù)23，電荷數(shù)為1；
A、離子在加速電場中做勻加速直線運動，根據(jù)動能定理知qU₁=$\frac{1}{2}$mv²-0，根據(jù)此公式知電荷量越大，末動能越大，α粒子電荷數(shù)最大，故動能最大，故A正確；
B、根據(jù)A知v=$\sqrt{\frac{2q{U}_{1}}{m}}$比荷越大，速度越大，質(zhì)子比荷最大，故速度最大，故B正確；
C、偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動，則有：
  在垂直于電場方向做勻速直線運動，有：L=vt
  在平行于電場方向做勻加速運動，有：a=$\frac{q{U}_{2}}{md}$
   與初速度v的夾角θ，tanθ=$\frac{at}{v}$
聯(lián)立以上式得：tanθ=$\frac{{U}_{2}L}{2{U}_{1}d}$由此式可以看出偏轉(zhuǎn)角與電荷無關(guān)，飛離偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角都相等，故C正確．
D、射出電場時的偏轉(zhuǎn)量y為：y=$\frac{1}{2}$at²=$\frac{{U}_{2}{L}^{2}}{4{U}_{1}d}$，知三種粒子在電場中偏移位移相同，電場力做功W=qEy，W只與電荷量有關(guān)，故質(zhì)子和一價鈉離子從進入到飛離偏轉(zhuǎn)電場過程中，動能的增量相等，為α粒子動能增量的一半，故D正確．
故選：ABCD

點評 本題考查帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題，關(guān)鍵要寫出加速度與穿越電場的時間的表達式，進而求出偏轉(zhuǎn)量，再進行分析．