Question

如圖所示的裝置，U₁是加速電壓，緊靠其右側(cè)的是兩塊彼此平行的水平金屬板，板長(zhǎng)為l，兩板間距離為d。一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為-q的質(zhì)點(diǎn)，經(jīng)加速電壓加速后沿兩金屬板中心線(xiàn)以速度v₀水平射入兩板中。若在兩水平金屬板間加一電壓U₂，當(dāng)上板為正時(shí)，帶電質(zhì)點(diǎn)恰能沿兩板中心線(xiàn)射出；當(dāng)下板為正時(shí)，帶電質(zhì)點(diǎn)則射到下板上距板的左端l／4處，為使帶電質(zhì)點(diǎn)經(jīng)u1加速后沿中心線(xiàn)射入兩金屬板，并能夠從兩金屬之間射出，問(wèn)：兩水平金屬板間所加電壓應(yīng)滿(mǎn)足什么條件，及電壓值的范圍。

 

Answer 1

【答案】

為使帶電質(zhì)點(diǎn)從兩板間射出，兩板間電壓U始終應(yīng)上極為正9U₂/8>U>7U₂/8

【解析】當(dāng)兩金屬板間加電壓，上極板為正時(shí)，對(duì)質(zhì)點(diǎn)有（1）

下極板為正時(shí)：（2）

由（1）（2）解得a=2g  （3）帶電質(zhì)點(diǎn)射到下極板左端處，在豎直方向上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，豎直：（4）水平，（5）

為使帶電質(zhì)點(diǎn)射出金屬板，質(zhì)點(diǎn)在豎直方向的運(yùn)動(dòng)應(yīng)有

豎直：，（6）    水平：（7）是豎直方向的加速度，是質(zhì)點(diǎn)在金屬板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，由（3）（4）（5）（6）（7）解得（8）

若a′的方向向上則兩金屬板應(yīng)加電壓為U′上板為正

若a′的方向向下則兩極間應(yīng)加電壓U″上板為正

為使帶電質(zhì)點(diǎn)能從兩板間射出，兩板間電壓U始終應(yīng)上板為正

則有                                                                                                                                               

思路分析：根據(jù)帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的規(guī)律分析

試題點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查了帶電粒子在電場(chǎng)中的加速與偏轉(zhuǎn)，