Question

【题目】如图所示，两平行金属板A、B长8cm，两极板间距离d=8cm，A极板比B极板电势高300V，一电荷量q=，质量m=的带电正粒子，沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场，初速度，粒子飞出平行板电场后经过界面MN、PS间的无电场区域后，进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域，（设界面PS右边点电荷的电场分布不受界面的影响）．已知两界面MN、PS相距为12cm，D是中心线RO与界面PS的交点，O点在中心线上，距离界面PS为9cm，粒子穿过界面PS最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上，不计粒子重力（静电力常量）

（1）求粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离多远？到达PS界面时离D点多远？

（2）确定点电荷Q的电性并求其电荷量的大小

Answer 1

【答案】（1）0．03，0．12m（2）Q=1．04×10-8C，且Q带负

【解析】

试题分析：（1）粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离（侧向位移），①②，③，联立①②③解得

带电粒子在离开电场后将做匀速直线运动，其运动轨迹与PS线交于a点，设a到中心线的距离为Y，

则

解得：；

（2）带电粒子到达a处时，沿v0方向的速度大小为

垂直v0方向的速度大小为

如图，，可知速度v方向垂直于Oa

根据题意可知，该带电粒子在穿过界面PS后将绕点电荷Q做匀速圆周运动，且半径等于Oa的长度，即

，代入数据解得：，

粒子到达a点时的速度大小为；

由库仑定律和牛顿第二定律得；代入数值解：Q=1．04×10-8C，且Q带负