题目内容
【题目】如图所示,一带电微粒质量为m、电荷量为q,从静止开始经电压为U1的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,微粒射出电场时的偏转角为θ.已知偏转电场中金属板长L,两板间距d,带电微粒重力忽略不计.求:
(1)带电微粒进入偏转电场时的速率v1;
(2)偏转电场中两金属板间的电压U2.
【答案】(1);(2)。
【解析】试题分析:(1)微粒在加速电场中,电场力做功U1q,引起动能的增加,由动能定理求出速度v1.
(2)微粒进入偏转电场后,做类平抛运动,运用运动的合成与分解,根据牛顿第二定律和运动学公式结合求出电压U2.
解:(1)带电微粒在加速电场中加速过程,根据动能定理得:U1q=
解得:v1=.
(2)带电微粒在偏转电场中只受电场力作用,做类平抛运动.在水平方向上微粒做匀速直线运动,在竖直方向做匀加速直线运动,则有:
水平方向:v1=
带电微粒加速度为a,出电场时竖直方向速度为v2
竖直方向:a==,v2=at=
由几何关系 tanθ=
解得:U2=.
答:(1)带电微粒进入偏转电场时的速率v1为.
(2)偏转电场中两金属板间的电压U2为
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