Question

【題目】如圖所示，平行金屬板M、N水平放置，板右側有一豎直熒光屏，板長、板間距及豎直屏到板右端的距離均為l，M板左下方緊貼M板有一粒子源，以初速度v0水平向右持續發射質量為m，電荷量為+q的粒子．已知板間電壓UMN隨時間變化的關系如圖所示，其中．忽略離子間相互作用和它們的重力，忽略兩板間電場對板右側的影響，熒光屏足夠大．

（1）計算說明，t=0時刻射入板間的粒子打在屏上或N板上的位置；

（2）求熒光屏上發光的長度．

Answer 1

【答案】（1）粒子打在下極板上距左端處；（2）5l

【解析】

試題分析：（1）t=0時刻射入的粒子在豎直方向做初速度為零的勻加速直線運動，運動到下極板的時間t，，

解得：

粒子在水平方向的位移：，粒子打在下極板上距左端處；

（2） 時射入極板的粒子打在熒光屏的最下方，粒子在極板間的運動時間：，

粒子離開極板時的豎直分速度：，

粒子離開極板到打在熒光屏上的時間：，

粒子在豎直方向的偏移量：y=l+vyt2=5l，

在時刻進入極板的粒子在極板間做勻速直線運動，離開極板后沿水平方向做勻速直線運動，粒子垂直打在熒光屏上，這是粒子打在熒光屏的最上端位置，則熒光屏的發光長度：d=y=5l；