Question

  （10）如圖15所示，兩平行金屬板A．B長8cm，兩板間距離d＝8cm，A板比B板電勢高300V，一帶正電的粒子電荷量q＝10^-10C，質(zhì)量m＝10^-20kg，沿電場中心線RO垂直電場線飛入電場，初速度υ₀＝2×10⁶m/s，粒子飛出平行板電場后經(jīng)過界面MN．PS間的無電場區(qū)域后，進入固定在O點的點電荷Q形成的電場區(qū)域，（設界面PS右邊點電荷的電場分布不受界面的影響），已知兩界面MN．PS相距為12cm，D是中心線RO與界面PS的交點，O點在中心線上，距離界面PS為9cm，粒子穿過界面PS最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏bc上．（靜電力常數(shù)k = 9．0×10⁹N·m²/C²）

（1）求粒子穿過界面MN時偏離中心線RO的距離多遠？到達PS界面時離D點多遠？

（2）在圖上粗略畫出粒子運動的軌跡．

（3）確定點電荷Q的電性并求其電荷量的大�。�

 

 

 

 

 

 

Answer 1

 （1）粒子穿過界面MN時偏離中心線RO的距離（側(cè)向位移）：

y===0．03m=3cm       （1分）

帶電粒子在離開電場后將做勻速直線運動，其軌跡與PS線交于a，設a到中心線的距離為Y．　Y=4y=12cm   （2分）

（2）第一段是拋物線．第二段必須是直線．第三段是圓．       （3分）

（3）帶電粒子到達a處時，帶電粒子的水平速度：υ_x=υ₀=2×10⁶m/s   豎直速度：m/s所以υ=2．5×10⁶ m/s，             （2分）

可以證明出速度方向垂直于Oa．由題的描述：粒子穿過界面PS最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏上，由此可以做出判斷：該帶電粒子在穿過界面PS后將繞點電荷Q作勻速圓周運動．Q帶負電．半徑cm （2分）  Q=1．04×10^-8C （2分）