Question

【題目】相距為d的平行金屬板M、N，板長也為d，板間可視為勻強(qiáng)電場，兩板的左端與虛線EF對齊，EF左側(cè)有水平勻強(qiáng)電場，M、N兩板間所加偏轉(zhuǎn)電壓為U，PQ是兩板間的中軸線。一質(zhì)量為m、電量大小為q的帶電粒子在水平勻強(qiáng)電場中PQ上A點(diǎn)由靜止釋放，結(jié)果恰好從N板的右邊緣飛出，A點(diǎn)離EF的距離為；不計粒子的重力。

(1)求EF左側(cè)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大�。�

(2)帶電粒子從N板的右側(cè)邊緣飛出后，只受另一點(diǎn)電荷的庫侖力作用，并開始做圓周運(yùn)動，已知該點(diǎn)電荷固定在PQ上某點(diǎn)，求該點(diǎn)電荷的帶電量.

(3)當(dāng)帶電粒子做圓周運(yùn)動到M點(diǎn)后，MN板間偏轉(zhuǎn)電壓立即變?yōu)?/span>U，（已知MN板間電場只由偏轉(zhuǎn)電壓提供，與點(diǎn)電荷無關(guān)）帶電粒子最終回到A點(diǎn)，求帶電粒子從出發(fā)至回到A點(diǎn)所需總時間。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

(1)粒子在電場中上點(diǎn)由靜止釋放，做勻加速直線運(yùn)動，根據(jù)動能定理則有：

進(jìn)入金屬板，在偏轉(zhuǎn)電場中，則有：

聯(lián)立可得：

(2)離開N點(diǎn)后帶電粒子做圓周運(yùn)動，有幾何關(guān)系得圓周運(yùn)動半徑：

庫侖力提供向心力，可得：

從點(diǎn)到點(diǎn)，根據(jù)動能定理則有：

由第一問聯(lián)解上式得：

(3)直線運(yùn)動階段，由可得：

可得：

類平拋階段，則有：

解得：

圓周運(yùn)動階段

所需總時間：

總