Question

【題目】如圖所示，兩帶電平行板A、B間的電場為勻強電場，場強E=4.0×102V/m，兩板相距d=16cm，板長L=30cm．一帶電量q=1.0×10 16C、質量m=1.0×10 22㎏的粒子沿平行于板方向從兩板的正中間射入電場后向著B板偏轉，不計帶電粒子所受重力，求：

（1）粒子帶何種電荷？

（2）要使粒子恰好能飛出電場，粒子飛入電場時的速度v0為多大？

（3）粒子飛出電場時速度與水平方向的夾角為多大？

Answer 1

【答案】（1）正電荷（2）（3）

【解析】試題分析：（1）平行金屬板B板帶負電，粒子向B板偏轉，粒子帶正電．

（2）當粒子恰好從B板右側邊緣飛出電場時，此時粒子水平位移為L，豎直位移為．粒子做類平拋運動，將其分解為水平和豎直兩個方向研究，根據牛頓第二定律求出加速度，由運動學公式求出初速度．

（3）粒子飛出電場時速度與水平方向的夾角的正切值是位移偏轉角正切值的2倍．

解：（1）由于B板帶負電，粒子向B板偏轉，說明粒子帶正電．

（2）粒子在電場中做類平拋運動，根據類平拋運動的規律得：

豎直方向有：=at2=t2

得：t=

水平方向有：v0==L=0.3×m/s=1.5×104m/s

所以要使粒子能飛出電場，粒子飛入電場時的速度v0至少為1.5×104m/s；

（3）粒子飛出電場時速度與水平方向的夾角的正切值為：

tanα=2tanβ=2×=2×=

故：α=arctan

答：（1）粒子帶正電荷．

（2）要使粒子恰能飛出電場，粒子飛入電場時的速度v0為1.5×104m/s．

（3）粒子飛出電場時速度與水平方向的夾角為：arctan．