Question

如图所示，一价氢离子和二价氦离子（不考虑二者间的相互作用），从静止开始经过同一加速电场加速，垂直打入偏转电场中，则它们（　　）

A．同时离开偏转电场，但出射点的位置不同

B．同时离开偏转电场，出射点的位置相同

C．先后离开偏转电场，但出射点的位置相同

D．先后离开偏转电场，且出射点的位置不同

Answer 1

分析：两种粒子在偏转电场中做类平抛运动，垂直于电场方向上做匀速直线运动，根据动能定理求出加速获得的速度表达式，可分析在偏转电场中经历的时间关系．根据推论分析粒子偏转距离与加速电压和偏转电压的关系，从而得出偏转位移的关系．

解答：解：设加速电压为U₁，偏转电压为U₂，偏转极板的长度为L，板间距离为d．
在加速电场中，由动能定理得：qU₁=

1

2

mv02得，加速获得的速度为v₀=

2qU1 m

，两种粒子在偏转电场中，水平方向做速度为v₀的匀速直线运动，由于两种粒子的比荷不同，则v₀不同，所以两粒子在偏转电场中运动的时间不同．两种粒子在加速电场中的加速度不同，位移相同，则运动的时间也不同，所以两粒子是先后离开偏转电场．
在偏转电场中的偏转位移y=

1

2

at2=

1

2

?

qU2

md

L2

v02

=

U2L2

4dU1

，与电荷的电量和质量无关．知出射点的位置相同．故C正确，A、B、D错误．
故选C．

点评：解决本题的关键知道带电粒子在加速电场和偏转电场中的运动情况，知道从静止开始经过同一加速电场加速，垂直打入偏转电场，运动轨迹相同．