题目内容

如图所示,水平放置的两金属极板长度为L,相距为d,极板间的电压为U,两极板间的电场可视为匀强电场.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从极板中央水平射入电场中,射入时的速度为v0,并从电场的右端射出.若不计粒子的重力,求该粒子射出时速度偏转角的正切值.

解:粒子受到的电场力为F=qE
由于极板间为匀强电场,故U=Ed
由牛顿第二定律得带电粒子的加速度为
a=
在平行于板面的方向做匀速运动,故
t=
带电粒子射出电场时,有
vy=at

=
即该粒子射出时速度偏转角的正切值为
分析:将粒子的运动沿着水平和竖直方向正交分解,水平方向做匀速运动,竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动.将末速度正交分解后计算出末速度的水平分量和竖直分量,结合几何关系求解.
点评:本题关键是将合运动沿初速度方向和电场力方向进行正交分解,求解出末速度的水平分量和竖直分量再求速度偏转角的正切.
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