题目内容

【题目】如图所示,质量为m,电荷量为+q的带电粒子,从静止开始经电压为U.的加速电场后,从平行金属板AB的正中央射入偏转电场中,金属板AB的板长和板间距均为L,足够长的粒子接收屏MB板夹角为150°,整个装置处在真空中,平行金属板外的电场忽略不计,带电粒子重力不计。

1)求粒子离开加速电场的速度v0大小;

2)若粒子进入AB间电场后恰好从B板边缘飞出,则AB间电压U1为多少?

3)调节AB间电压大小,使进人电场的粒子不能打在粒子接收屏M上,求AB间电压U2的取值范围。

【答案】122U3U12U U2

【解析】

1)在AB之间电场力做功,由动能定理:

可得:

2)粒子在偏转电场中水平方向做匀速直线运动得:

竖直方向上做匀加速直线运动

竖直方向上位移

可得:U12U

3)若粒子飞出AB间电场则飞出时竖直方向上速度

速度偏转角为θ,有:

由题意可知θ≤30°

解得:

若粒子没有飞出电场也不能打到粒子接收屏M;此时可知:U22U

综上可知:U12U U2

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