如图所示,质子、氘核和α粒子都沿平行板电容器两板中线OO′方向垂直于电场线射入板间的匀强电场,射出后都打在同一个与OO′

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  • 解题思路:质子、氘核和α粒子带电量和质量不全相同,进入同一电场时加速度不同,做类平抛运动,在水平方向做匀速直线运动,竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动,推导出偏转位移的表达式,再进行分析.

    三个粒子进入匀强电场中都做类平抛运动,在水平方向做匀速直线运动,竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动,则得到:

    加速度为:a=[qE/m]

    偏转距离为:y=[1/2]at2,运动时间为:t=

    L

    v0

    联立三式得:y=

    qEL2

    2m

    v20

    A、若它们射入电场时的速度相等,y与比荷成正比,而三个粒子中质子的比荷最大,氘核和α粒子的比荷相等,在荧光屏上将出现2个亮点.故A错误.

    B、若它们射入电场时的动量相等,y=

    qEL2

    2m

    v20=

    qmEL2

    2(mv0)2,可见y与qm成正比,三个qm都不同,则在荧光屏上将只出现3个亮点.故B错误.

    C、若它们射入电场时的动能相等,y与q成正比,在荧光屏上将只出现2个亮点.故C错误.

    D、若它们是由同一个电场从静止加速后射入此偏转电场的,根据推论可知,y都相同,故荧光屏上将只出现1个亮点.故D正确.

    故选D.

    点评:

    本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动.

    考点点评: 此类题目属于类平抛运动,解题关键注意水平方向匀速,竖直方向是初速度为零的匀加速直线运动,两个方向的运动具有等时性.

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