Question

兩平行金屬板A、B水平放置，一個質(zhì)量為m=5×10^-6 kg的帶電粒子，以v₀=2 m/s的水平速度從兩板正中位置射入電場，如圖所示，A、B兩板間距離為d=4 cm，板長L=10 cm。(g=10 m/s²)
(1)當A、B間的電壓為U_AB=1000V時，粒子恰好不偏轉(zhuǎn)，沿圖中虛線射出電場，求該粒子的電荷量和電性。
(2)令B板接地，欲使該粒子射出偏轉(zhuǎn)電場，求A板所加電勢的范圍。

Answer 1

解：(1)當U_AB=1 000 V時，重力跟電場力相等，粒子才沿初速度v₀方向做勻速直線運動，故
×10^-9 C
重力方向豎直向下，電場力方向豎直向上，而場強方向豎直向下(U_AB>0)，所以粒子帶負電
(2)當qE>mg時，帶電粒子向上偏，從右上邊緣M點飛出，設(shè)此時φ_A=φ₁，因為φ_B=0，所以U_AB=φ₁，電場力和重力都沿豎直方向，粒子在水平方向做勻速直線運動，速度v_x=v₀；在豎直方向a=，偏移量，所以，代入a和，解得φ₁
當qE＜mg時，帶電粒子向下偏轉(zhuǎn)，設(shè)φ_A=φ₂，則豎直方向，同理可得φ₂=600 V
故欲使粒子射出偏轉(zhuǎn)電場，A板電勢的范圍為600 V≤φ_A≤2 600 V