Question

7．如圖所示，A為粒子源，F(xiàn)為熒光屏，在A和極板B間的加速電壓為U₁，在兩水平放置的平行導(dǎo)體板C、D間加有偏轉(zhuǎn)電壓U₂，現(xiàn)分別有質(zhì)子和α粒子（氦核）由靜止從A發(fā)出，經(jīng)加速后以水平速度進(jìn)入C、D間，不計(jì)粒子的重力，它們能打到F的同一位置上嗎？為什么？

Answer 1

分析 對(duì)直線加速過(guò)程運(yùn)動(dòng)動(dòng)能定理列式，此后做類似平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)水平分運(yùn)動(dòng)求解時(shí)間，再求出側(cè)移量y判斷．

解答 解：它們能打到F的同一位置上，因?yàn)椋?br />在加速電場(chǎng)中，由動(dòng)能定理得
   qU₁=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
兩個(gè)粒子在CD間偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類似平拋運(yùn)動(dòng)；
水平方向：L=v₀t
豎直方向：y=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$
根據(jù)牛頓第二定律，有：a=$\frac{q{U}_{2}}{md}$
解得：y=$\frac{{U}_{2}{L}^{2}}{4{U}_{1}d}$
由此可知，偏轉(zhuǎn)量與粒子的電荷量和質(zhì)量無(wú)關(guān)，因此質(zhì)子和α粒子能打到F的同一位置．
答：它們能打到F的同一位置上，理由見(jiàn)上．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是要明確兩種粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，然后根據(jù)動(dòng)能定理、分位移公式列式后求解出側(cè)移量y進(jìn)行分析討論．這個(gè)結(jié)論要在理解的基礎(chǔ)上記牢．