Question

如图所示的装置，U₁是加速电压，紧靠其右侧的是两块彼此平行的水平金属板．板长为L，两板间距离为d，一个质量为m、带电量为-q的粒子，经加速电压加速后沿金属板中心线水平射人两板中，若两水平金属板间加一电压U₂，当上板为正时，带电粒子恰好能沿两板中心线射出；当下板为正时，带电粒子则射到下板上距板的左端处，求：
（1）为多少？
（2）为使带电粒子经U₁加速后，沿中心线射入两金属板，并能够从两板之间射出，两水平金属板所加电压U₂应满足什么条件？

Answer 1

【答案】分析：根据受力平衡以及类平抛运动解出粒子在偏转电场中的加速度，根据运动学表达式写出粒子打不到极板上的条件，列出方程组解题．
解答：解：（1）设粒子被加速后的速度为v，当两板间加上电压U₂
如上板为正时，=mg
U₂=
如下板为正时，a==2g
=?2g（）²
得=
qU₁=mv
∴U₁=
则
（2）当上板加最大电压U₂时，粒子斜向上偏转刚好穿出：t===
∴U₂==
若上板加上最小正电压时，粒子向下偏转恰穿出a₂=…1′?（）²
若下板加上正电压时，粒子只能向下偏转=可见下板不能加正电压
∴
答：（1）；（2）两水平金属板所加电压U₂应满足．
点评：注意粒子打不到极板上有两种可能，一种是向上偏转，另一种是向下偏转，考虑问题要全面．