Question

【題目】歸納式探究﹣﹣研究帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)：
給兩塊等大、正對(duì)、靠近的平行金屬板加上電壓，兩板之間就有了電場(chǎng)．帶電離子在電場(chǎng)中受到力的作用，速度的大小和方向都可能發(fā)生變化．

（1）甲圖中兩板間電壓為U，若一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q的負(fù)離子，在力的作用下由靜止開始從負(fù)極板向正極板運(yùn)動(dòng)，忽略重力的影響，到達(dá)正極板時(shí)的速度v與質(zhì)量m、電荷量q和電壓U的關(guān)系數(shù)據(jù)如表一．則帶電離子到達(dá)正極板時(shí)速度的平分v2=k1 ．
表一：

次數(shù)	m/kg	q/C	U/V	v2/（m2s﹣2）
1	2×10﹣30	1.6×10﹣19	1	1.6×1011
2	4×10﹣30	1.6×10﹣19	1	0.8×1011
3	4×10﹣30	3.2×10﹣19	1	1.6×1011
4	2×10﹣30	1.6×10﹣19	3	4.8×1011

（2）在其他條件一定時(shí)，若第二次實(shí)驗(yàn)中的帶電粒子以不同的速度沿著乙圖中的兩板中線方向入射到電場(chǎng)中，帶電離子就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，離開電場(chǎng)時(shí)偏移距離y與入射初速度v的關(guān)系數(shù)據(jù)如表二．則偏移距離y=k2 ． 將數(shù)據(jù)的表格行駛變成公式形式，運(yùn)用了法．表二：

v2/（m2s﹣2）	y/m
0.8×1011	3.6×10﹣2
1.6×1011	1.8×10﹣2
4.8×1011	0.6×10﹣2
7.2×1011	0.4×10﹣2

（3）將甲、乙兩裝置組合，如圖丙所示．甲裝置兩板間電壓為2V，質(zhì)量為4×10﹣30 kg，帶1.6×10﹣19C電荷量的負(fù)粒子，自甲裝置負(fù)極板由靜止開始運(yùn)動(dòng)，則其最終離開乙裝置時(shí)偏移距離y=m．

Answer 1

【答案】
（1）
（2）；等價(jià)變換
（3）2×10﹣48
【解析】解：（1）由表1中數(shù)據(jù)可知，到達(dá)正極板時(shí)的速度v與質(zhì)量m、電荷量q和電壓U有關(guān)系，根據(jù)控制變量法：
由1、2知，在電荷量和電壓相同的情況下，速度的平方成質(zhì)量大小成反比；
由1、4知，在質(zhì)量和電荷量相同的情況下，速度的平方成電壓大小成正比；
由2、3知，在質(zhì)量和電壓相同的情況下，速度的平方成電荷量大小成正比；
故帶電離子到達(dá)正極板時(shí)速度的平方v2=k1 ；（2）由表2中數(shù)據(jù)可知，速度的平方是原來的幾倍，偏轉(zhuǎn)的距離是原來的幾分之一，即偏轉(zhuǎn)的距離與速度的平方成反比，y=k2× ，將數(shù)據(jù)的表格行駛變成公式形式，運(yùn)用了等價(jià)變換法．（3）帶電離子到達(dá)正極板時(shí)速度的平方v2=k1 ﹣﹣﹣﹣﹣①；上述兩上個(gè)公式中若各量采用國(guó)際單位，則比例系數(shù)為1，
即偏轉(zhuǎn)的距離與速度的平方成反比，y=k2× ﹣﹣﹣﹣﹣②
由①式得：自甲裝置負(fù)極板由靜止開始運(yùn)動(dòng)，到達(dá)正極時(shí)的速度為v2= = ﹣﹣﹣﹣﹣③；
由②式知，其最終離開乙裝置時(shí)偏移距離y= ﹣﹣﹣﹣﹣②，將②代入③得：
其最終離開乙裝置時(shí)偏移距離y= = =2×10﹣48 m．
所以答案是：（1） ；（2） ；等價(jià)變換法；（3）2×10﹣48 m．