Question

【題目】如圖所示，質(zhì)量為5×10﹣8kg的帶電微粒以v0=2m/s速度從水平放置的平行金屬板A、B的中央飛入板間．已知板長(zhǎng)L=10cm，板間距離d=2cm，當(dāng)UAB=103V時(shí)，帶電微粒恰好沿直線穿過板間，已知求：

（1）帶電微粒所帶電荷量？

（2）AB間所加電壓在什么范圍內(nèi)帶電微粒能從板間飛出？

Answer 1

【答案】（1） （2）1800V≥u≥200V

【解析】（1）由題意，當(dāng)帶電微粒恰好沿直線穿過板間時(shí)有電場(chǎng)力和重力平衡：F電=G，由F電=qE和，可得：

由粒子所受電場(chǎng)力方向豎直向上，與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，可知粒子帶負(fù)電．
（2）粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，豎直方向的加速度為a，AB間電壓為U，當(dāng)粒子恰好由電場(chǎng)邊緣飛出時(shí)，有：x=L=v0t；

解得

若粒子向上偏轉(zhuǎn)，則電場(chǎng)力＞重力，

得： ，代入數(shù)據(jù)，解得U=1800V
若粒子向下偏轉(zhuǎn)，電場(chǎng)力＜重力，
得： ，代入數(shù)據(jù)，解得U=200V
因此，要使粒子能穿過平行金屬板，而不打在板上，電壓U的范圍應(yīng)滿足200V＜U＜1800V．