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.
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
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 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
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. |
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 1.5ev | B. | 12.09ev | ||
C. | 1.89ev,12.09ev | D. | 1.89ev,10.2ev,12.09ev |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
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 |
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