如圖所示,兩平行金屬板A、B長l=8cm,兩板間距離d=8cm,A板比B板電勢高300V,即UAB=300V....
問題詳情:
如圖所示,兩平行金屬板A、B長l=8cm,兩板間距離d=8cm,A板比B板電勢高300V,即UAB=300V.一帶正電的粒子電量q=10-10C,質量m=10-20kg,從R點沿電場中心線垂直電場線飛入電場,初速度v0=2×106m/s,粒子飛出平行板電場後經過介面MN、PS間的無電場區域後,進入固定在中心線上O點的點電荷Q形成的電場區域(設介面PS右邊點電荷的電場分佈不受介面的影響).已知兩介面MN、PS相距為L=12cm,粒子穿過介面PS最後垂直打在放置於中心線上的熒光屏EF上.(靜電力常數k=9×109N·m2/C2)求
(1)粒子穿過介面MN時的速度;
(2)粒子穿過介面PS時偏離中心線RO的距離多遠;
(3)點電荷的電量.
【回答】
解:(1)粒子在平板電容器中飛行的時間:t=l/v0=4×10-8(s)
則粒子飛出電容器時沿電場方向的速度:vy=qut/dm=1.5×106(m/s)
則粒子穿過介面MN時的速度:v= =2.5×106(m/s)
(2)粒子穿過介面MN時的側移量:y1=vyt/2=3(cm)
則穿過介面PS時偏離中心線的距離由相似三角形得(如圖)
y2/y1=( L+l/2)/(l/2) =4
解得:y2=12cm
(3)由題,粒子在PS右邊區域做勻速圓周運動,半徑
R=y2/cosθ=15(cm)
且kQq/R2=mv2/R2
解得:Q=≈1.04×10-8(C)
知識點:帶電粒子在電場中的運動
題型:計算題
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