Question

【題目】相距為d的平行金屬板M、N，板長也為d，板間可視為勻強電場，兩板的左端與虛線EF對齊，EF左側(cè)有水平勻強電場，M、N兩板間所加偏轉(zhuǎn)電壓為U，PQ是兩板間的中軸線。一質(zhì)量為m、電量大小為q的帶電粒子在水平勻強電場中PQ上A點由靜止釋放，結(jié)果恰好從N板的右邊緣飛出，A點離EF的距離為；不計粒子的重力。

(1)求EF左側(cè)勻強電場的電場強度大�。�

(2)帶電粒子從N板的右側(cè)邊緣飛出后，只受另一點電荷的庫侖力作用，并開始做圓周運動，已知該點電荷固定在PQ上某點，求該點電荷的帶電量.

(3)當帶電粒子做圓周運動到M點后，MN板間偏轉(zhuǎn)電壓立即變?yōu)?/span>U，（已知MN板間電場只由偏轉(zhuǎn)電壓提供，與點電荷無關(guān)）帶電粒子最終回到A點，求帶電粒子從出發(fā)至回到A點所需總時間。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

(1)粒子在電場中上點由靜止釋放，做勻加速直線運動，根據(jù)動能定理則有：

進入金屬板，在偏轉(zhuǎn)電場中，則有：

聯(lián)立可得：

(2)離開N點后帶電粒子做圓周運動，有幾何關(guān)系得圓周運動半徑：

庫侖力提供向心力，可得：

從點到點，根據(jù)動能定理則有：

由第一問聯(lián)解上式得：

(3)直線運動階段，由可得：

可得：

類平拋階段，則有：

解得：

圓周運動階段

所需總時間：

總