精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
11.先后让一束电子和一束氢核通过同一对平行板形成的偏转电场.在下列两种情况下,分别求出电子偏角的正切与氢核偏角的正切之比.
(1)电子与氢核的初速度相同.
(2)电子与氢核的初动能相同.

分析 粒子在偏转电场中,做类平抛运动,由牛顿第二定律求得加速度.粒子垂直电场方向做匀速直线运动,由水平位移l和v0求出运动时间.粒子在电场方向做初速度为零的匀加速运动,并由三角函数,求出偏角的正切.

解答 解:粒子在偏转电场中做类平抛运动,由动力学知识可得:
水平方向 L=v0t                                                 
加速度 a=$\frac{eU}{md}$
竖直分速度vy=at                                                 
速度偏向角的正切 tanθ=$\frac{{v}_{y}}{{v}_{0}}$=$\frac{eUL}{md{v}_{0}^{2}}$
(1)如果电子和氢核的初速度相同,由上公式,可知偏转角的正切值与质量成反比,所以离开时电子偏角的正切和氢核偏角的正切之比为$\frac{tan{θ}_{e}}{tan{θ}_{H}}=\frac{{m}_{H}}{{m}_{e}}$;
(2)如果电子和氢核的初动能相同,由上公式,可知偏转角的正切值与电量成正比,所以离开时氦核偏角的正切和氢核偏角的正切之比为$\frac{tan{θ}_{e}}{tan{θ}_{H}}=\frac{1e}{1e}=1$.
答:(1)电子与氢核的初速度相同,离开时电子偏角的正切和氢核偏角的正切之比为$\frac{tan{θ}_{e}}{tan{θ}_{H}}=\frac{{m}_{H}}{{m}_{e}}$;
(2)如果电子和氢核的初动能相同,离开时氦核偏角的正切和氢核偏角的正切之比为$\frac{tan{θ}_{e}}{tan{θ}_{H}}=\frac{1e}{1e}=1$.

点评 本题是带电粒子先加速后偏转问题,电场中加速根据运动学公式求解获得的速度、偏转电场中类平抛运动的研究方法是运动的分解和合成,常规问题.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

1.如图,细绳的一端固定于O点,另一端系一个小球,在O点的正下方钉一个钉子A,小球从一定高度摆下.经验告诉我们,当细绳与钉子相碰时,如果钉子的位置越靠近小球,绳就越容易断.请你对这一经验进行论证.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

2.在实验室用一段导线连接一个“3V、0.25A”的小灯泡做实验时,一般都不会考虑导线的电阻.请你找一段这种导线,目测它的长度和导线中铜丝的横截面积,估算它的电阻,然后说明可以不考虑导线电阻的理由.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

19.下列说法中,正确的是(  )
A.物体在一条直线上运动,如果加速度大小不变,则物体的运动就是匀变速直线运动
B.加速度大小不变的运动就是匀变速直线运动
C.匀变速直线运动是加速度不变的运动
D.加速度方向不变的运动一定是匀变速直线运动

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

6.在以速度v匀速上升的电梯中,竖直向上抛出一个小球,电梯内的观察者看见小球经t时间到达最高点,则有(  )
A.地面上的人所见小球抛出时的速度为gt
B.电梯中的人所见小球抛出时的速度为gt
C.地面上的人看见小球上升的最大高度为$\frac{g{t}^{2}}{2}$
D.地面上的人看见小球上升的时间为t.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:填空题

16.质量为10kg的物体在水平面上受20N的水平拉力时恰能做匀速直线运动.要使它获得1m/s2的加速度,则水平拉力应变为30N;当作用在物体上的水平拉力是50N时,物体的加速度是3m/s2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

3.现用伏安法较准确的测一个阻值约为30KΩ的电阻,可供选用的实验仪器有:
A.电源(电动势3V,内阻0.5Ω)  
B.电源(电动势16V,内阻2Ω)
C.电流表(量程1mA,内阻250Ω
D.电流表(量程500μA内阻500Ω)
E.电压表(量程0-3V,内阻10KΩ)
F.电压表(量程0-15V,内阻50KΩ)
G.滑动变阻器(阻值0-200Ω)
H.开关和导线若干
①实验电路应选取的仪器是BDFGH用字母表示);
②画出实验电路图.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

20.已知氢原子的基态能量为-13.6ev,当一群处于量子数n=3的激发态的氢原子发生跃迁时,可能辐射光子的能量为(  )
A.1.5evB.12.09ev
C.1.89ev,12.09evD.1.89ev,10.2ev,12.09ev

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

1.如图所示,在离地高为H处有固定的点光源S,在距S水平距离为L处有一竖直光屏,现有一小球从S处以水平速度v0正对光屏抛出,恰好落在屏地的交界处,则小球在平抛过程中在屏上的影子的运动情况是(  )
A.自由落体运动B.匀速直线运动C.变加速直线运动D.曲线运动

查看答案和解析>>

同步练习册答案