如图所示,一质量为m电荷量q的带电微粒,从静止开始经电压为U1的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,微粒射出

如图所示,一质量为m电荷量q的带电微粒,从静止开始经电压为U1的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,微粒射出电场时的偏转角为θ.已知偏转电场中金属板长度为L,两板间距为d,重力忽略不计.求:
(1)带电微粒进入偏转电场时的速率v1
(2)偏转电场中两金属板间的电压U2
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yanzhongxiang 幼苗

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解题思路:(1)微粒在加速电场中,电场力做功U1q,引起动能的增加,由动能定理求出速度v1
(2)微粒进入偏转电场后,做类平抛运动,运用运动的合成与分解,根据牛顿第二定律和运动学公式结合求出电压U2

(1)带电微粒在加速电场中加速过程,根据动能定理得:U1q=[1/2m
v21]
解得:v1=

2U1q
m.
(2)带电微粒在偏转电场中只受电场力作用,做类平抛运动.在水平方向上微粒做匀速直线运动,在竖直方向做匀加速直线运动,则有:
水平方向:v1=[L/t]
带电微粒加速度为a,出电场时竖直方向速度为v2
竖直方向:a=[Eq/m]=
qU2
dm,v2=at=
qU2
dm•[L
v1
由几何关系 tanθ=
v2
v1=
qU2L
dm
v21=
U2L
2dU1
解得:U2=
2dU1/L]tanθ.
答:(1)带电微粒进入偏转电场时的速率v1

2U1q
m.(2)偏转电场中两金属板间的电压U2
2dU1
Ltanθ.

点评:
本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动.

考点点评: 本题是带电粒子在组合场中运动的问题,关键是分析粒子的受力情况和运动情况,用力学的方法进行处理.

1年前

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