题目内容
【题目】如图所示,一个质量为 m=2.0×10-11 kg,电荷量 q=+1.0×10-5 C 的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经 U1=100 V 电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场,偏转电场的电压 U2=100 V.金属板长L=20 cm,两板间距d=10cm.求:
(1)微粒进入偏转电场时的速度 v0 大小;
(2)微粒射出偏转电场时的偏转角θ.
(3)屏离偏转电场距离为L=20 cm,求微粒落到屏A点到屏中点O的距离。
【答案】(1)1.0×104m/s;(2)450(3)30cm
【解析】(1)微粒在加速电场中做加速运动,由动能定理得:qU1=mv02-0,
代入数据解得:v0=1.0×104m/s;
(2)微粒在偏转电场中做类平抛运动,
水平方向:L=v0t,
竖直方向:vy=at,
由牛顿第二定律得: ,
飞出电场时,速度偏转角的正切为:
代入数据解得: ,θ=45°
(3)粒子出离偏转电场时的偏转距离
解得y=10cm
由类平抛运动的规律及几何关系可知:
解得
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