问题 选择题

如图所示,一束带电粒子(不计重力),垂直电场线方向进入偏转电场,试判断在以下情况下,粒子应具备什么条件才能得到相同的偏转距离y和偏转角度φ(U、d、L保持不变).(  )

A.进入偏转电场的速度相同

B.进入偏转电场的动能相同

C.进入偏转电场的电量相同

D.先由同一加速电场加速后,再进入同一偏转电场

答案

设加速电压为U1,偏转电压为U2

在加速电场中,由动能定理得:qU1=

1
2
mv02

在偏转电场中,偏转位移y=

1
2
at2=
1
2
qU2
md
L2
v02
=
U2L2
4dU1
.①

偏转角度φ的正切值tanφ=

vy
v0
=
at
v0
=
qU2
mdv0
L
v0
=
qU2L
mdv02
=
U2L
2dU1
.②

A、进入偏转电场的速度相同,比荷不一定相同,则偏转位移和偏转角的正切值不一定相同.故A错误.

B、进入偏转电场的动能相同,即

1
2
mv02相同,电荷的电量不一定相同,则偏转位移和偏转角的正切值不一定相同.故B错误.

C、进入偏转电场的电量相同,因为电荷的质量、进入偏转电场的速度不一定相同,则偏转位移和偏转角的正切值不一定相同.故C错误.

D、先由同一加速电场加速后,再进入同一偏转电场,由①②两式可知,偏转位移和偏转角相同.故D正确.

故选:D.

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