Question

一平行板電容器，已知極板長(zhǎng)度為L(zhǎng)，板間距離為d，兩極板間所加電壓為U．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子（不計(jì)重力），沿兩極板中線以某一初速度進(jìn)入電場(chǎng)，恰好從極板邊緣飛出．則根據(jù)上述已知量能夠求得下列哪些物理量（　　）

A．速度的偏轉(zhuǎn)角

B．離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能

C．離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的電勢(shì)能

D．在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間

Answer 1

分析：粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合進(jìn)行分析．

解答：解：粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，平行于極板方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，垂直于極板方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則
運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t=

L

v0

離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)垂直于極板方向的分速度為v_y=at，加速度a=

qU

md

設(shè)偏轉(zhuǎn)角度為θ，則tanθ=

vy

v0

聯(lián)立解得，tanθ=

qU

md v 2 0

離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為E_k=

1

2

mv2=

1

2

m(

v

2 0

+

v

2 y

)=

1

2

m(

v

2 0

+

q2U2L2

m2d2 v 2 0

)．
由題，L、v₀、m、q、U均已知，故可求出θ、離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能E_k、在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t三個(gè)量．故ABD正確．
C、電勢(shì)能是相對(duì)的，由于零電勢(shì)點(diǎn)未知，無(wú)法求出離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的電勢(shì)能．故C錯(cuò)誤．
故選ABD

點(diǎn)評(píng)：微粒在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解處理類平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題是解決本題的關(guān)鍵．