题目内容
如图所示，两平行金属板A、B长8 cm，两板间距离d＝8 cm，A板比B板电势高300 V，一带正电的粒子电荷量q＝10－10 C，质量m＝10－20 kg，沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场，初速度υ0＝2×106 m/s，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12 cm，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9 cm，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．(静电力常数k＝9.0×109 N·m2/C2)
(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)在图上粗略画出粒子运动的轨迹．
(3)确定点电荷Q的电性并求其电荷量的大小．
答案：
解析：
解析：
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(1)粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离(侧向位移)： y＝ 带电粒子在离开电场后将做匀速直线运动，其轨迹与PS线交于a，设a到中心线的距离为Y．Y＝4y＝12 cm (3分) (2)第一段是抛物线、第二段必须是直线、第三段是圆． (3分) (3)带电粒子到达a处时，带电粒子的水平速度：υx＝υ0＝2×106 m/s 竖直速度： 所以υ＝2.5×106 m/s， (2分) 可以证明出速度方向垂直于Oa．由题的描述：粒子穿过界面PS最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏上，由此可以做出判断：该带电粒子在穿过界面PS后将绕点电荷Q作匀速圆周运动．Q带负电．半径 |
＝
＝0.03 m＝3 cm (3分)
m/s
cm (2分)
Q＝1.04×10－8 C(3分)
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