Question

【題目】帶電量為Q，質(zhì)量為m的原子核由靜止開始經(jīng)電壓為U1的電場加速后進(jìn)入一個平行板電容器，進(jìn)入時速度和電容器中的場強(qiáng)方向垂直。已知：電容器的極板長為L，極板間距為d，兩極板的電壓為U2，重力不計，求：

（1）經(jīng)過加速電場后的速度；

（2）離開電容器電場時的偏轉(zhuǎn)量。

Answer 1

【答案】（1）（2）

【解析】

（１）粒子在加速電場加速后，由動能定理得（3分）

速度為（2分）

（２）進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，粒子在平行于板面的方向上做勻速運動（2分）

在垂直于板面的方向做勻加速直線運動，加速度

（2分） 因此離開電容器電場時的偏轉(zhuǎn)。（3分）

（3）由動能定理可得：（4分）

解得：（2分） 方向:（3分）

本題考查帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)，在加速電場中由動能定理可求得加速后的速度大小，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后由于電場力方向與初速度方向垂直，所以粒子做類平拋運動，由水平方向求得運動時間，再由豎直方向的勻加速直線運動可求得豎直位移大小，在偏轉(zhuǎn)電場中，由電場U2做功，在豎直方向上電場力做功等于動能變化量，由此求得末速度大小，從而確定穿出速度的方向