题目内容
【题目】如图甲所示,A、B是两块水平放置的足够长的平行金属板,组成偏转匀强电场,B板接地,A板电势
随时间变化情况如图乙所示,C、D两平行金属板竖直放置,中间有两正对小孔
和
,两板间电压为
,组成减速电场
现有一带负电粒子在
时刻以一定初速度沿AB两板间的中轴线
进入,并能从
沿
进入C、D间
已知带电粒子带电荷量为
,质量为m,
不计粒子重力
求:
![]()
该粒子进入A、B间的初速度
为多大时,粒子刚好能到达
孔;
在
的条件下,A、B两板长度的最小值;
、B两板间距的最小值.
【答案】(1)
;(2)
;(3)![]()
【解析】
(1)因粒子在A、B间运动时,水平方向不受外力做匀速运动,所以进入
孔的速度即为进入A、B板的初速度在C、D间,由动能定理得
,
即![]()
(2)由于粒子进入A、B后,在一个周期T内,竖直方向上的速度变为初始状态.
即
,若在第一个周期内进入
孔,
则对应两板最短长度为![]()
(3)若粒子在运动过程中刚好不到A板而返回,则此时对应两板最小间距,设为d
所以
,
即
.
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