Question

【題目】如圖甲所示，水平放置的平行金屬板A和B的距離為d，它們的右端放著垂直于金屬板的靶MN，現(xiàn)在A、B板上加上如圖乙所示的方波形電壓，電壓的正向值為，反向電壓值為，且每隔變向1次。現(xiàn)將質(zhì)量為m的帶正電，且電荷量為q的粒子束從AB的中點(diǎn)O以平行于金屬板的方向射入，設(shè)粒子能全部打在靶上而且所有粒子在A、B間的飛行時(shí)間均為T。不計(jì)重力的影響，試問：

（1）定性分析在時(shí)刻從O點(diǎn)進(jìn)入的粒子，在垂直于金屬板的方向上的運(yùn)動(dòng)情況。

（2）在距靶MN的中心點(diǎn)多遠(yuǎn)的范圍內(nèi)有粒子擊中？

（3）要使粒子能全部打在靶MN上，電壓的數(shù)值應(yīng)滿足什么條件？（寫出、、、、的關(guān)系即可）

Answer 1

【答案】（1）先向下勻加速運(yùn)動(dòng)，再向下勻減速運(yùn)動(dòng)

（2）到

（3）

【解析】

試題分析：（1）在時(shí)刻從O點(diǎn)進(jìn)入的粒子，所受的電場(chǎng)力先向下后向上，則粒子先向下勻加速運(yùn)動(dòng)，再向下勻減速運(yùn)動(dòng)。

（2）當(dāng)粒子在時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)中時(shí)，粒子將打在點(diǎn)下方最遠(yuǎn)點(diǎn)，離最遠(yuǎn)距離為：

當(dāng)粒子在時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，將打在點(diǎn)上方最遠(yuǎn)點(diǎn)．

所以在距靶MN的中心點(diǎn)到有粒子擊中。

（3）要使粒子能全部打在靶上，必須滿足，解得：。