Question

如圖2所示，真空中相距d=5cm的兩塊平行金屬板A、B與電源連接（圖中未畫出），其中B板接地（電勢為零），A板電勢變化的規(guī)律如圖3所示.將一個質(zhì)量m=2.0×10^-27kg，電荷量q=+1.6×10^-19C的帶電粒子從緊鄰B板處釋放，不計重力.求：
（1）在t=0時刻釋放該帶電粒子，釋放瞬間粒子加速度的大小；
（2）若A板電勢變化周期T=1.0×10^-5s，在t=0時將帶電粒子從緊鄰B板處釋放，粒子到達(dá)A板時動量的大��；
（3）A板電勢變化頻率多大時，在t=T/4到t=T/2時間內(nèi)從緊鄰B板處無初速釋放該帶電粒子，粒子不能達(dá)到A板

Answer 1

見解析

【試題分析】
【解析】  （1）平行板電容器中的電場強(qiáng)度E=，則帶電粒子所受電場力F=qE=，根據(jù)F=ma，有a==4.0×109m/s².
（2）因粒子在0~T/2時間內(nèi)走過的距離s=1/2a（T/2）²=5.0×10^-2m，故帶電粒子在t=T/3時恰好到達(dá)A板，根據(jù)動量定理，此時粒子動量為p=Ft=mat=4.0×10^-23kg?m/s.
（3）根據(jù)運(yùn)動的對稱性，帶電粒子在t=T/4到t=T/2向A板做勻加速運(yùn)動，在t=T/2到t=3T/4向A板做勻減速運(yùn)動，而后速度減為零將返回.粒子向A板運(yùn)動可能的最大位移，要使粒子不能到達(dá)A板，有s<d，由f=1/T，電勢變化頻率應(yīng)滿足