Question

 (12分）如图所示，质量为m＝10^{－8 kg}的带电粒子以v₀＝2 m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B中央飞入电场，已知板长L＝20 cm，板间距离d＝4 cm，当A、B间加电压U_AB＝10³ V时，带电粒子恰好沿直线穿过电场(设此时A板电势高)．求：

(1)带电粒子的电性和所带电荷量；

(2)A、B间所加电压在什么范围内带电粒子能从板间飞出？

 

Answer 1

【答案】

（1）负电荷  （2）600 V≤U_AB≤1400 V

【解析】

试题分析：

(1)当U_AB＝10³ V时，粒子做直线运动，

有，q＝＝4x10^－12C

带负电     

(2)当电压U_AB比较大时qE>mg粒子向上偏

qU_! /d-mg=ma₁

当刚好能从上板边缘飞出时,有

y =a₁t²/2=a₁(L/v₀)²/2=d/2

解得U₁=1400V           

当电压U_AB比较小时,qE<mg粒子向下偏

设刚刚好能从上板边缘飞出,有

mg－＝ma₂

y＝a₂t ²=a₂(L/v₀)²/2＝

解之得U₂＝600 V     

则要使粒子能从板间飞出，A、B间所加电压的范围为

600 V≤U_AB≤1400 V

考点：带电粒子的类偏转问题

点评：本题考查了带电粒子的类偏转问题，这类问题在处理时往往用平抛运动的模型处理：竖直方向匀加速直线运动，水平方向匀速直线运动