Question

如图所示，两带电平行板A、B间的电场为匀强电场，场强E=4.0×10² V/m，两板相距d=16cm，板长L=30cm．一带电荷量q=1.0×10^-16C、质量m=1.0×10^-22 kg 的粒子沿平行于板方向从两板的正中间射入电场后向着B板偏转，不计带电粒子所受重力，求：
（1）粒子带何种电荷？
（2）要使粒子恰能飞出电场，粒子飞入电场时的速度v₀为多大？

Answer 1

分析：（1）平行金属板B板带负电，粒子向B板偏转，粒子带正电．
（2）当粒子恰好从B板右侧边缘飞出电场时，此时粒子水平位移为L，竖直位移为

d

2

．粒子做类平抛运动，将其分解为水平和竖直两个方向研究，根据牛顿第二定律求出加速度，由运动学公式求出初速度．

解答：解：
（1）由于B板带负电，粒子向B板偏转，说明粒子带正电．
（2）粒子在电场中做类平抛运动，根据类平抛运动的规律得：
竖直方向有：

d

2

=

1

2

at²=

qE

2m

?t²
得：t=

md qE

水平方向有：v₀=

L

t

=L

qE md

=0.3×

1×10-16×4×102 1×10-22×0.16

m/s=1.5×10⁴m/s
所以要使粒子能飞出电场，粒子飞入电场时的速度v₀至少为1.5×10⁴m/s；
答：
（1）粒子带正电荷． 
（2）要使粒子恰能飞出电场，粒子飞入电场时的速度v₀为1.5×10⁴m/s．

点评：解决本题要掌握类平抛运动的处理方法，熟练运用运动的分解法，由牛顿第二定律和运动学公式求解．