Question

（12分）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.

(1)當(dāng)A、B間的電壓為U_AB＝1 000 V時(shí)，粒子恰好不偏轉(zhuǎn)，沿圖中虛線射出電場(chǎng)．求該粒子的電荷量和電性．(g取10 m/s2)
(2)令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

⑴ 負(fù)電 ⑵600V＜φ_A＜2600V

試題分析：⑴當(dāng)UAB＝1000V時(shí)，粒子恰好不偏轉(zhuǎn)，則，代入數(shù)據(jù)得.重力方向豎直向下，電場(chǎng)力方向豎直向上，而電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向下（U_AB＞0），所以粒子帶負(fù)電。
（2）當(dāng)qE＞mg時(shí)，帶電粒子向上偏，從右上邊緣M點(diǎn)飛出，設(shè)此時(shí)φ_A＝φ₁，因?yàn)棣?sub>B＝0，所以U_AB＝φ₁，電場(chǎng)力和重力都沿豎直方向，粒子在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度V_x＝V₀；在豎直方向當(dāng)qE＜mg時(shí)，帶電粒子向下偏轉(zhuǎn)，設(shè)φ_A＝φ₂，則豎直方向同理可得φ₂＝600V，故欲使帶電粒子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，A板的電勢(shì)范圍為600V＜φ_A＜2600V