Question

質(zhì)量為5×10^―8kg的帶電微粒以v₀=2m/s的速度從水平位置的平行金屬板A、B的中央飛入板間，如圖所示，已知板長L=10cm，板間距d=2cm，當(dāng)U_AB=10³V時(shí)，帶電微粒恰好沿直線穿過板間，則AB間的電壓在什么范圍內(nèi)時(shí)帶電微粒能從板間飛出？

Answer 1

解：（1）當(dāng)U_AB=10³V時(shí)，帶電粒子恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則有 Eq=qU/d=mg 得q =mgd/U=5×10^―8×10×0.02/10³ =1×10^―11C。 （3分）（2）當(dāng)微粒正好從B出去，帶電粒子在電場(chǎng)中受到豎直向上的電場(chǎng)力和豎直向下的重力，在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，有水平方向 L=v₀t₁………………① 豎直方向 d/2=a₁ t₁²/2…………②mg―qU₁/d=ma₁ ……………… ③聯(lián)立①、②、③代入數(shù)據(jù)得U₁=200V。 （3分）（3）當(dāng)粒子正好從A出去，帶電粒子在電場(chǎng)中受到豎直向上的電場(chǎng)力和豎直向下的重力，在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向 L=v₀t₂………… … ④ 豎直方向 d/2=a₂ t₂²/2……… ⑤qU₂/d―mg =ma₂ …………… ⑥聯(lián)立④、⑤、⑥代入數(shù)據(jù)得U₂=1800V。綜上所述，AB間電壓在[ 200V，1800V ]之間帶電微粒能飛出電場(chǎng)。（4分）