Question

（12分）两平行金属板A、B水平放置，一个质量为m＝5×10－6 kg的带电粒子，以v₀＝2 m/s的水平速度从两板正中位置射入电场，如图所示，A、B两板间距离为d＝4 cm，板长l＝10 cm.

(1)当A、B间的电压为U_AB＝1 000 V时，粒子恰好不偏转，沿图中虚线射出电场．求该粒子的电荷量和电性．(g取10 m/s2)
(2)令B板接地，欲使该粒子射出偏转电场，求A板所加电势的范围．

Answer 1

⑴ 负电 ⑵600V＜φ_A＜2600V

试题分析：⑴当UAB＝1000V时，粒子恰好不偏转，则，代入数据得.重力方向竖直向下，电场力方向竖直向上，而电场强度方向竖直向下（U_AB＞0），所以粒子带负电。
（2）当qE＞mg时，带电粒子向上偏，从右上边缘M点飞出，设此时φ_A＝φ₁，因为φ_B＝0，所以U_AB＝φ₁，电场力和重力都沿竖直方向，粒子在水平方向做匀速直线运动，速度V_x＝V₀；在竖直方向当qE＜mg时，带电粒子向下偏转，设φ_A＝φ₂，则竖直方向同理可得φ₂＝600V，故欲使带电粒子射出偏转电场，A板的电势范围为600V＜φ_A＜2600V