Question

【題目】兩平行金屬板A、B水平放置，一個質量為的帶電微粒，以的水平速度從兩板正中位置射入電場，如圖所示，A、B兩板間距離d=4cm，板長L=10cm．

(1)當A、B電壓UAB=1000V時，微粒恰好不偏轉，沿圖中直線射出電場，求該粒子電荷量和電性。

(2)令B板接地，欲使該微粒射出偏轉電場，求A板所加電勢的范圍。

Answer 1

【答案】（1） 帶負電（2）－600 V≤UAB≤2600 V

【解析】(1)當UAB＝1000 V時，微粒恰好不偏轉，則qE＝mg

則

因為UAB＞0所以板間電場強度方向向下，重力方向向下，故所受靜電力向上，則微粒帶負電；

(2)當靜電力F＞mg時，帶電粒子向上偏轉，設當微粒恰好從右上邊緣的M點飛出，微粒在水平方向上做勻速直線運動，則 L＝v0t　　①

微粒在豎直方向上做初速度為零的勻加速直線運動，則

偏轉距離： 　　②　

加速度： 　③

由方程式①②③代入數據可得＝2600 V

當靜電力F＜mg，帶電粒子向下偏轉，設當微粒恰好從右下邊緣的N點飛出，微粒在水平方向上做勻速直線運動，微粒在豎直方向下做初速度為零的勻加速直線運動，加速度，同理可解得＝－600 V　故欲使微粒射出偏轉電場，A板所加電勢的范圍為－600 V≤UAB≤2600 V．