题目内容
【题目】如图所示,质量为的带电粒子以
的速度从水平放置的平行金属板A、B中央飞入电场,已知板长为
,板间距离为
,当A、B间电势差
时,带电粒子恰好沿直线穿过电场.取
.求:
(1)带电粒子的电性和所带电荷量;
(2)A、B间所加电压在什么范围内带电粒子能从板间飞出?
【答案】(1)带负电;1×10-11 C(2)A、B间所加电压的范围为200V<UAB<1800V.
【解析】试题分析:根据电场力等于重力,则可确定电荷的电量与电性;当电场力大于重力时,根据牛顿第二定律与运动学公式可求出对应的电压;当电场力小于重力时,同理可求出对应的电压.从而确定电压的范围.
(1)当时,粒子做直线运动,则有
,解得
,且带负电.
(2)当电压比较大时,即
,粒子向上偏
当刚好能从上板边缘飞出时,有,解得
;
当电压UAB比较小时,即,粒子向下偏,
设刚好能从下板边缘飞出,有,
,解之得
.
则要使粒子能从板间飞出,A、B间所加电压的范围为.
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