如图所示,质量为m=5×10-8 kg的带电粒子以v0=2m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B中央飞入电场

如图所示,质量为m=5×10-8 kg的带电粒子以v0=2m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B中央飞入电场,已知板长L=10cm,板间距离d=2cm,当A、B间加电压UAB=103 V时,带电粒子恰好沿直线穿过电场(此时A板电势高).重力加速度g=10m/s2.求:
(1)带电粒子的电性和所带电荷量;
(2)要使该粒子恰好能从A板边缘飞出,求AB两板的电势差.
培养ll树2 1年前 已收到1个回答 举报

zj2677 幼苗

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解题思路:(1)根据电场力等于重力,则可确定电荷的电量与电性;
(2)当电场力大于重力时,根据牛顿第二定律与运动学公式可求出对应的电压.

(1)当UAB=103 V时,粒子做直线运动,则有:
q[U/d]=mg,
解得:q=[mgd/U]=
5×10−8×10×0.02
103=10-11 C,
且带负电.
(2)当电压UAB比较大时,即qE>mg,粒子向上偏,有:

qU1
d−mg=ma1
当刚好能从上板边缘飞出时,有:
y=
1
2a1t2=
1
2a1(
L
v0)2=
d
2
代入数据解得:U1=1800V
答:(1)带电粒子的电性:负电和所带电荷量10-11 C;
(2)要使该粒子恰好能从A板边缘飞出,AB两板的电势差为1800V.

点评:
本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动;匀强电场中电势差和电场强度的关系.

考点点评: 本题考查重力与电场力大小的关系,何时做直线运动,何时做曲线运动,及如何处理类平抛运动方法.突出牛顿第二定律与运动学公式的重要性.

1年前

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