题目内容

【题目】水平放置的平行金属板AB间的距离d=01m,板长L=03m,在金属板的左端竖直放置一带有小孔的挡板,小孔恰好位于AB板的正中间,距金属板右端x=05m处竖直放置一足够大的荧光屏,现在AB板间加如图b所示的方波形电压,已知U0=10×102V,在挡板的左侧,有大量带正电的相同粒子以平行于金属板方向的速度持续射向挡板,粒子的质量m=10×10-12kg,电荷量q=10×10-7C,速度大小均为v0=10×104m/s,带电粒子的重力不计,求:

1粒子在电场中的运动时间;

2t=0时刻进入的粒子离开电场时的速度;

3如果撤去带有小孔的挡板,求荧光屏上出现粒子的区域

【答案】1t=3×105s 2, 3距离O点下方

【解析】

试题分析:1从t=0时刻进入的带电粒子水平方向速度不变在电场中运动时间

tL/v03×105s,正好等于一个周期

2从t=0时刻进入的带电粒子竖直方向先加速后减速,加速度大小为

射出电场时竖直方向的速度

离开电场时的速度为:

3根据速度时间图象可知所有粒子离开电场的速度大小和方向都相同

t=0时刻进入的粒子正向偏转位移最大:

若粒子进入的位置合适,粒子可以从极板的下边沿离开电场t=2×105s时刻进入的粒子反向偏转过程中位移最大时速度减小到0的时候,若粒子位置合适,粒子此时刚好到达下极板,随后开始加速,时间为t=1×105s此粒子上面的粒子将打在上极板上而不能离开电场,此粒子正向偏转为,即粒子出射的最上边界

,

荧光屏上出现粒子区域的上边界为距离O点下方

下边界为距离O点下方

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