【題目】如圖所示,一對(duì)帶電平行金屬板AB與豎直方向成300角放置,B板中心有一小孔正好位于平面直角坐標(biāo)系xoy上的O點(diǎn),y軸沿豎直方向一比荷為10×105C/kg的帶正電粒子P從A板中心O處靜止釋放后沿OO做勻加速直線運(yùn)動(dòng),以速度vo=104m/s,方向與x軸正方向夾30°角從O點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)僅分布在x軸的下方,場(chǎng)強(qiáng)大E=×103V/m,方向與x軸正方向成60°角斜向上,粒子的重力不計(jì)試求:

1AB兩板間的電勢(shì)差UAB;

2粒子P離開電場(chǎng)時(shí)的坐標(biāo);

3若在P進(jìn)入電場(chǎng)的同時(shí),在電場(chǎng)中適當(dāng)?shù)奈恢糜伸o止釋放另一與P完全相同的帶電粒子Q,可使兩粒子在離開電場(chǎng)前相遇求所有滿足條件的釋放點(diǎn)的集合不計(jì)兩粒子之間的相互作用力).

【答案】1500V.(2)(1,0;3,且0≤x≤075m

【解析】

試題分析:1對(duì)于粒子在AB間加速過程,由動(dòng)能定理得:

qUAB=mv02

可得:

2粒子P在進(jìn)入電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)離開電場(chǎng)時(shí)距O距離為L,如圖所示,則有:

Lcos30°=v0t

Lsin30°=t2

代入數(shù)據(jù)得:L=1m

所以P離開電場(chǎng)時(shí)的坐標(biāo)為1,0

3由于粒子Q與P完全相同,所以只需在P進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)速度方向的直線上的OM范圍內(nèi)任一點(diǎn)釋放粒子Q,可保證兩者在離開電場(chǎng)前相碰,所在的直線方程為:

OM=Lcos30°=m

故M的橫坐標(biāo)為:xm=OMcos30°=075m

所以所有滿足條件的釋放點(diǎn)的集合為: ,且0≤x≤075m

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BA做減速運(yùn)動(dòng),B做減速運(yùn)動(dòng),A的加速度于B的,A、B最終分離

CA做減速運(yùn)動(dòng),B做減速運(yùn)動(dòng),A 的加速度于B的,A、B最終分離

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