Question

如图所示，一带电粒子电荷量为q=+2×10^-10C,质量为m=1.0×10^-12kg，从静止开始在电势差为U₁的电场中加速后，从水平放置的电容器两极板正中央沿水平方向进入偏转电场，电容器的上极板带正电，电荷量为Q=6.0×10^-9C，下极板接地，极板长10cm，两极板相距5cm，电容C=12pF（粒子重力不计）。求．：

（1）当U₁=2000V时，粒子射出电容器的速率v和沿垂直于板面方向的偏移距离y；（2）要使该粒子能从电容器中射出，加速电压U₁的取值范围

Answer 1

【考点】粒子在电场中的加速与偏转

(1)【解析】解： 离子经过加速电场的过程中，由动能定理得：

　　　 　　

经过偏转电场的过程中，粒子仅受垂直于极板向下的静电力

　　　　 平行板电容器的电压　　　　

解法一：将粒子的运动分别沿v₀方向（x）和垂直于v₀方向（y）分解

　　　 x方向：

　　　 y方向：　　

　　　　　　 1000m/s²

　　　 　

=1.25cm　　

解法二：由动能定理得

　

_{联立得　　 1000m/s2}

_{（2）要使电荷从电容器中射出，则必须满足条件}

_即 　

解得