题目内容
【题目】如图,水平放置的平行金属板A、B,间距为d,板长为4d.现有一电荷量为q、质量为m的带负电的质点沿两板中心线以某一初速度 水平身射入,当两板间加上某一恒定电压 时,若A板接正时,该质点就沿两板中心线射出;若A板接负时,该质点就射到B板距左端为d的C处.质点重力不能忽略,重力加速度为g,空气阻力不计.求:
(1)恒定电压U的大小;
(2)质点射入两板时的初速度 ;
(3)当A接正时,为使带电质点能够从两板间射出,求两板所加电压U的范围.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)当两板加上U0电压且A板为正时,质点沿直线射出,
则有
解得:
(2)A板为负时,设带电质点射入两板做类平抛运动的加速度为a,经时间t射到C点,
则有
水平方向有
竖直方向有
联立解得:
(3)要使带电质点恰好能从两板射出,设它在竖直方向运动的加速度为a1、时间为t1,
则有
解得
若a1的方向向上,设两板所加恒定电压为U1,有
解得
若a1的方向向下,设两板所加恒定电压为U2,有:
解得:
所以,所加电压范围为:
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