Question

如图(甲)，AB为一对水平放置的平行金属板，在两板间加上一周期为T的交变电压，U_A＝0，B板电势U_B随时间变化规律如图(乙)所示．从t＝0开始有一带负电的粒子从A板小孔C进入两板间电场区域．已知该粒子在电场内所受电场力的大小为其重力的2倍，设初速度为零，g取10m/s²，d＝15cm，试确定该粒子能到达B板的电压变化周期T的范围．

 

Answer 1

答案：见详解
解析：

设电压变化周期为T时粒子恰能到达B板，则粒子的运动过程是：先加速后减速t到B板速度为零． 根据动量定理： 加速过程：(F电－mg)＝mv→mg＝mv 减速t到B板未速为零过程： －(F电＋mg)t＝0－mv→－3mgt＝－mv 全过程位移：d＝×＋t 解得：T＝＝＝0.3(s) ∴ T≥0.3s