Question

10．如圖所示，A、B兩平行金屬板水平放置，一個質量為m=1.0×10^-5kg的帶電微粒以v₀=5m/s的水平速度從兩極板正中央位置射入電場，A、B兩極板間距d=0.2m，板長L=0.5m，取g=10m/s²．
（1）當AB兩極板間電壓U_AB=2.0×10³V時，微粒恰沿直線運動，求微粒的電性和帶電量；
（2）當U_AB=4.0×10³V時，求微粒穿出電場時豎直方向偏移的距離．

Answer 1

分析 （1）微粒做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件可以求出電荷量，根據微粒所受電場力的方向可以判斷微粒的電性．
（2）微粒在電場中做類平拋運動，應用類平拋運動規(guī)律可以求出加速度與偏移量．

解答 解：（1）微粒做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，
由平衡條件得：mg=q$\frac{{U}_{AB}}y2asv4s$，
代入數據解得：q=1×10^-8C，
電場力豎直向上，電場強度方向豎直向下，則微粒帶負電；
（2）微粒在極板間做類平拋運動，
水平方向：L=v₀t，
豎直方向：y=$\frac{1}{2}$at²，
由牛頓第二定律得：a=$\frac{F-mg}{m}=\frac{qU′}{m}-g$，
代入數據解得：y=8×10^-5m；
答：（1）微粒的帶電量為1×10^-8C，微粒帶負電．
（2）微粒穿出電場時，豎直偏移距離為8×10^-5m．

點評 本題考查了微粒在電場中的運動，分析清楚微粒的運動過程、應用平衡條件、類平拋運動規(guī)律即可正確解題．