题目内容

(10分)如图所示,A、B是竖直放置的中心带有小孔的平行金属板,两板间的电压为U1=100V,C、D是水平放置的平行金属板,板间距离为d=0.2m,板的长度为L=1m,P是C板的中点,A、B两板小孔连线的延长线与C、D两板的距离相等,将一个负离子从板的小孔处由静止释放,求:

(1)为了使负离子能打在P点,C、D两板间的电压应为多少?哪板电势高?
(2)如果C、D两板间所加的电压为2V,则负离子能打在板上吗?若不能打在板上,它离开电场时发生的侧位移多少?

(1)32V,C板电势高。(2)负离子能打出去,不能打在板上,侧位移

解析试题分析:(1)电子在加速电场中,电场力做正功,根据动能定理求解
(2)由题:电子从两板正中间垂直电场方向射入,且正好能打在C板的正中点P,得知:,根据牛顿第二定律求出加速度,再位移公式求出时间.根据负离子的受力方向确定极板电势的高低;
(3)由题,则由求解.
(1)在AB间加速    ①
进入CD偏转,设CD电压为U2    ②
    ③        
    ④ 
解①②③④得  
代入数据得U2=32V  带负电的离子向上偏转,C板电势高。 (5分)
(2)设打到板上临界电压为U3,则  ⑤      ⑥    ⑦
解①⑤⑥⑦得U3=8V  所以能打出去
      (5分)
考点:带电粒子在匀强电场中的运动;动能定理的应用.
点评:本题是分析和处理带电粒子在组合场中运动的问题,关键是分析运动情况和选择解题规律,分方向研究曲线运动.

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