题目内容
【题目】水平放置的平行金属板AB间的距离d=0．1m，板长L=0．3m，在金属板的左端竖直放置一带有小孔的挡板，小孔恰好位于AB板的正中间，距金属板右端x=0．5m处竖直放置一足够大的荧光屏，现在AB板间加如图（b）所示的方波形电压，已知U0=1．0×102V，在挡板的左侧，有大量带正电的相同粒子以平行于金属板方向的速度持续射向挡板，粒子的质量m=1．0×10-7kg，电荷量q=1．0×10-2C，速度大小均为v0=1．0×104m/s，带电粒子的重力不计，则：
（1）求粒子在电场中的运动时间；
（2）求t=0时刻进入的粒子离开电场时在竖直方向的位移；
（3）若撤去挡板，求荧光屏上出现的光带长度。
【答案】（1）
（2）
（3）0．095m
【解析】
试题分析:（1）进入电场的粒子在水平方向不受力，做匀速直线运动L=v0t
电子在电场中运动时间
（2）电子在电场运动时间一共是
，根据两极板电压变换图b，竖直方向其中
电子匀加速运动，
电子匀减速直线运动，
由于电压大小一样，所以加速度大小相等
离开电场时竖直方向位移
（3）挡板去后，所有粒子离开电场的速度都相同。示意图如下
t=0时刻进入的粒子，正向偏转位移最大，且运动过程没有速度反向
若粒子进入的位置合适，粒子可以从极板的上边沿离开电场。
时刻进入的粒子反向偏转过程中位移最大是速度减小到0的时候，若粒子位置合适，粒子此时刚好到达下极板，随后开始加速，时间为
，此粒子下面的粒子将打在下极板上而不能离开电场。
次粒子正向偏移为
根据离开粒子速度大小方向相同，判断打在荧光屏上面的光带长度为
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