解题思路:三个离子先加速后偏转,先由动能定理得到加速获得的速度,再运用运动的分解法,得到离子离开偏转电场时的侧向距离和偏转角度,即可进行分析.
设任一正电荷的电量为q,加速电压为U1,偏转电压为U2,偏转电极的极板为L,板间距离为d.
在加速电场中,根据动能定理得:
qU1=[1/2m
v20]
在偏转电场中,离子做类平抛运动,运动时间 t=[L
v0
偏转距离 y=
1/2at2=
1
2•
qU2
mdt2
联立以上各式得:y=
U2L2
4dU1]
设偏转角度为θ,则 tanθ=
vy
v0=
at
v0=
U2L
2dU1
由上可知y、θ与带电粒子的质量、电荷量无关,则一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子在偏转电场轨迹重合,所以它们不会分成三股,而是会聚为一束射出.
答:一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子不会分成三股,而是会聚为一束射出.
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动.
考点点评: 本题一方面要熟记结论:同种带电粒子经同一加速电场加速,再经同一偏转电场偏转时轨迹重合.另一方面要能运用力学方法进行推导.