Question

【题目】某速度选择器结构如图所示，三块平行金属板Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水平放置，它们之间距离均为d，三金属板上小孔O1、O2、O3在同一竖直线上，Ⅰ、Ⅱ间有竖直方向匀强电场E1，Ⅱ、Ⅲ间有水平向左电场强度为E2的匀强电场及垂直于纸面向里磁感应强度为B2的匀强磁场。一质子由金属板I上端O1点静止释放，经电场E1加速，经过O2进入E2、B2的复合场中，最终从Ⅲ的下端O3射出，已知质子带电量为e，质量为m。则

A. O3处出射时粒子速度为

B. Ⅰ、Ⅱ两板间电压

C. 粒子通过Ⅰ、Ⅱ金属板和Ⅱ、Ⅲ金属板的时间之比为1︰1

D. 把质子换成α粒子，则α粒子也能从O3射出

Answer 1

【答案】AB

【解析】

经过O2点进入E2、B2的复合场中，最终沿直线从Ⅲ的下端O3点射出，因质子受到电场力与洛伦兹力，只要当两者大小相等时，才能做直线运动，且速度不变的，依据qE2=B2qv，解得：v=，故A正确；质子在Ⅰ、Ⅱ两板间，在电场力作用下，做匀加速直线运动，根据动能定理，即为qU1=mv2，而质子以相同的速度进入Ⅱ、Ⅲ金属板做匀速直线运动，则有v=，那么Ⅰ、Ⅱ两板间电压U1=，故B正确；粒子通过Ⅰ、Ⅱ金属板做匀加速直线运动，而在Ⅱ、Ⅲ金属板做匀速直线运动，依据运动学公式，即有，d=，而d=vt2，那么它们的时间之比为2：1，故C错误；若将质子换成α粒子，根据qU1=mv2，导致粒子的比荷发生变化，从而影响α粒子在Ⅱ、Ⅲ金属板做匀速直线运动，因此α粒子不能从O3射出，故D错误；故选AB。