Question

 (12分）如圖所示，質(zhì)量為m＝10^{－8 kg}的帶電粒子以v₀＝2 m/s的速度從水平放置的平行金屬板A、B中央飛入電場(chǎng)，已知板長(zhǎng)L＝20 cm，板間距離d＝4 cm，當(dāng)A、B間加電壓U_AB＝10³ V時(shí)，帶電粒子恰好沿直線穿過(guò)電場(chǎng)(設(shè)此時(shí)A板電勢(shì)高)．求：

(1)帶電粒子的電性和所帶電荷量；

(2)A、B間所加電壓在什么范圍內(nèi)帶電粒子能從板間飛出？

 

Answer 1

【答案】

（1）負(fù)電荷  （2）600 V≤U_AB≤1400 V

【解析】

試題分析：

(1)當(dāng)U_AB＝10³ V時(shí)，粒子做直線運(yùn)動(dòng)，

有，q＝＝4x10^－12C

帶負(fù)電     

(2)當(dāng)電壓U_AB比較大時(shí)qE>mg粒子向上偏

qU_! /d-mg=ma₁

當(dāng)剛好能從上板邊緣飛出時(shí),有

y =a₁t²/2=a₁(L/v₀)²/2=d/2

解得U₁=1400V           

當(dāng)電壓U_AB比較小時(shí),qE<mg粒子向下偏

設(shè)剛剛好能從上板邊緣飛出,有

mg－＝ma₂

y＝a₂t ²=a₂(L/v₀)²/2＝

解之得U₂＝600 V     

則要使粒子能從板間飛出，A、B間所加電壓的范圍為

600 V≤U_AB≤1400 V

考點(diǎn)：帶電粒子的類偏轉(zhuǎn)問(wèn)題

點(diǎn)評(píng)：本題考查了帶電粒子的類偏轉(zhuǎn)問(wèn)題，這類問(wèn)題在處理時(shí)往往用平拋運(yùn)動(dòng)的模型處理：豎直方向勻加速直線運(yùn)動(dòng)，水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)