如图所示,两带电平行板A、B间的电场为匀强电场,场强E=4.0×102V/m,两板相距d=0.16m,板长L=0.30m

如图所示,两带电平行板A、B间的电场为匀强电场,场强E=4.0×102V/m,两板相距d=0.16m,板长L=0.30m.一带电量q=1.0×10-16C、质量m=1.0×10-22㎏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)要使粒子能飞出电场,粒子飞入电场时的速度v0至少为多大;
(3)粒子飞出电场时最大偏角的正切值tanθ.
linebo 1年前 已收到1个回答 举报

gaotl5 幼苗

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解题思路:(1)平行金属板B板带负电,粒子向B板偏转,则粒子带正电.
(2)当粒子恰好从B板右侧边缘飞出电场时,此时粒子的速度为粒子飞出电场时最小速度.此时粒子水平位移为L,竖直位移为[d/2],根据牛顿第二定律求出加速度,由运动学公式求出初速度.
(3)分解速度,求出偏转角的正切,再求粒子飞出电场时的最大偏角.

(1)由于B板带负电,粒子向B板偏转,说明粒子带正电
(2)在粒子偏转到B板之前飞出电场.
竖直方向:[d/2]=[1/2]at2=[1/2
qE
m]•t2
得:t=

md
qE
水平方向:v0=[L/t]=L

qE
md=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;
(3)设粒子飞出电场的最大偏角为θ,则有:tanθ=
vy
v0=[at
v0=
qE/m•
L

v20]=
1×10−16×4×102×0.3
1×10−22×(1.5×104)2=0.53
答:(1)粒子带正电;
(2)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.
(3)粒子飞出电场时的最大偏角正切值0.53.

点评:
本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动.

考点点评: 本题是带电粒子在电场中做类平抛运动的问题,关键在于分析临界条件.

1年前

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