Question

（12分）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.

(1)當A、B間的電壓為U_AB＝1 000 V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．(g取10 m/s2)
(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

⑴ 負電 ⑵600V＜φ_A＜2600V

試題分析：⑴當UAB＝1000V時，粒子恰好不偏轉(zhuǎn)，則，代入數(shù)據(jù)得.重力方向豎直向下，電場力方向豎直向上，而電場強度方向豎直向下（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＝600V，故欲使帶電粒子射出偏轉(zhuǎn)電場，A板的電勢范圍為600V＜φ_A＜2600V