Question

如圖，在一次物理實驗時，產(chǎn)生了一束電荷量未知、初速度和重力均可以忽略不計的某種微觀粒子流．為研究其性質(zhì)，研究人員先用U ₁=1.00×10⁴V的電壓給它加速，然后讓它沿水平放置的一對平行金屬板的中心軸線水平射入偏轉(zhuǎn)電場中，若金屬極板長L=0.05m，兩極板間距d=0.02m，調(diào)整兩板間的電壓，使粒子恰好從極板邊緣飛出電場．試求調(diào)整后，兩板間所加的電壓值．

Answer 1

分析：在加速電場中運用動能定理求出末速度v，粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后做類平拋運動，根據(jù)平拋運動的規(guī)律求出偏轉(zhuǎn)位移，再進(jìn)行討論即可解題

解答：解：由題意，電子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動．設(shè)電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的速度為v：qU1=

1

2

mv2
偏轉(zhuǎn)距離為y₂，沿板方向的位移為：L=vt
y =

1

2

at2
a=

eU2

md

粒子恰好從極板邊緣飛出電場由幾何關(guān)系得：y=

1

2

d
由以上各式解得：U2=

2U1d2

L2

=

2×1.00×104×0.022

0.052

V=3.2×103V
答：兩板間所加的電壓值為3.2×10³V．

點評：本題考查了帶電粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)問題，注意帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動，根據(jù)平拋運動的基本規(guī)律解題．