Question

【題目】兩平行金屬板A、B水平放置，一個(gè)質(zhì)量為m＝5×10－6 kg的帶電粒子，以v0＝2 m/s的水平速度從兩板正中位置射入電場(chǎng)，如圖所示，A、B兩板間距離為d＝4 cm，板長(zhǎng)l＝10 cm。(g取10 m/s2)

(1)當(dāng)A、B間的電壓為UAB＝1 000 V時(shí)，粒子恰好不偏轉(zhuǎn)，沿圖中直線射出電場(chǎng)，求該粒子的電荷量和電性。

(2)使B板接地，欲使該粒子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，求A板所加電勢(shì)的范圍。

Answer 1

【答案】（1）負(fù)電荷， 2×10-9C．（2）為-600V≤φ≤2600V．

【解析】

（1）板間場(chǎng)強(qiáng)為：

根據(jù)題意，當(dāng)A、B間電壓UAB=1.0×103V時(shí)，微粒恰好不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則知微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，重力與電場(chǎng)力平衡，可知該微粒帶負(fù)電，有：qE=mg
得：

（2）若微粒剛好從B板右端射出時(shí)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：t=
豎直位移為：

解得加速度為：a1=16m/s2
設(shè)A板電勢(shì)為φ1時(shí)，由加速度得到：a1=g-
解得：φ1=-600V
微粒剛好從A板右端射出時(shí)，設(shè)A板電勢(shì)為φ2，同理有
運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：t=
豎直位移為：

解得：a2=16m/s2
而a2=-g，解得：φ2=2600V
則要使微粒從兩板間飛出，A板的電勢(shì)φ的取值為：-600V≤φ≤2600V