题目内容
如图所示,两平行金属板A、B长l=8cm,两板间距离d=8cm,A板比B板电势高300V,即UAB=300V.一带正电的粒子电量q=10-10C,质量m=10-20kg,从R点沿电场中心线垂直电场线飞入电场,初速度v0=2×106m/s,粒子飞出平行板电场后经过界面MN、PS间的无电场区域后,进入固定在中心线上O点的点电荷Q形成的电场区域(设界面PS右边点电荷的电场分布不受界面的影响).已知两界面MN、PS相距为L=12cm,粒子穿过界面PS最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏EF上.(静电力常数k=9×109N・m2/C2)求
(1)粒子穿过界面MN时的速度;
(2)粒子穿过界面PS时偏离中心线RO的距离多远;
(3)点电荷的电量.
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解:(1)粒子在平板电容器中飞行的时间:t=
=4×10-8(s) (1分)
则粒子飞出电容器时沿电场方向的速度:vy=
1.5×106(m/s) (1分)
则粒子穿过界面MN时的速度:v=
(1分)
=2.5×106(m/s) (1分)
(2)粒子穿过界面MN时的侧移量:y1=
t=3(cm) (1分)
则穿过界面PS时偏离中心线的距离由相似三角形得(如图)
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=
=4 (2分)
y2=12cm (1分)
(3)由题,粒子在PS右边区域做匀速圆周运动,半径
R=
=15(cm) (2分)
且K
=m
(2分)
Q=
≈1.04×10-8(C) (1分)
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练习册系列答案
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| A、把两板间距离减小一半,同时把粒子速率增加一倍 | B、把两板的距离增大一倍,同时把板间的磁感应强度增大一倍 | C、把开关S断开,两板的距离增大一倍,同时把板间的磁感应强度减为一半 | D、把开关S断开,两板的距离减小一半,同时把粒子速率减小一半 |