题目内容
【题目】如图，一平行板电容器极板板长l = 10 cm、宽a = 10 cm，两极板间距为d = 4 cm。距极板右端l/2处有一竖直放置的荧光屏；在平行板电容器左侧有一长b = 10 cm的“狭缝”离子源，可沿着两板中心平面，均匀、连续不断地向电容器内射入比荷为2×1010 C/kg、速度为4×106 m/s的带电粒子。现在平行板电容器的两极板间加上如图乙所示的变化的电压，已知粒子在电容器中运动所用的时间远小于电压的变化周期，即粒子在电容器中的运动时间内可以近似认为电压不变。试
（1）当电压为U = 100 V时粒子飞入电容器中，则粒子刚飞出电容器时在竖直方向上偏移的距离（侧移量y）为多少？
（2）粒子打在屏上的区域面积S为多少？
【答案】（1）1.5625 cm；（2）80 cm2
【解析】
（1）当电压为U = 100 V时粒子飞入电容器中，
水平方向
l=v0t
竖直方向
又
，
则
解得
y=1.5625 cm。
（2）因
，则当U=200V时，射出偏转电场时的偏转距离为
y=2y=3.125cm；
因两板间距只有4cm，可知偏转最多的粒子从极板边缘射出，即打到屏上最远的粒子在偏转电场中偏转距离为
Y=2cm
由几何关系得打到屏上的距离中心线的最远距离为
粒子打在屏上的区域面积
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