Question

如圖，在一次物理實驗時，產生了一束電荷量未知、初速度和重力均可以忽略不計的某種微觀粒子流．為研究其性質，研究人員先用U ₁=1.00×10⁴V的電壓給它加速，然后讓它沿水平放置的一對平行金屬板的中心軸線水平射入偏轉電場中，若金屬極板長L=0.05m，兩極板間距d=0.02m，調整兩板間的電壓，使粒子恰好從極板邊緣飛出電場．試求調整后，兩板間所加的電壓值．

Answer 1

分析：在加速電場中運用動能定理求出末速度v，粒子進入偏轉電場后做類平拋運動，根據平拋運動的規(guī)律求出偏轉位移，再進行討論即可解題

解答：解：由題意，電子在偏轉電場中做類平拋運動．設電子進入偏轉電場時的速度為v：qU1=

1

2

mv2
偏轉距離為y₂，沿板方向的位移為：L=vt
y =

1

2

at2
a=

eU2

md

粒子恰好從極板邊緣飛出電場由幾何關系得：y=

1

2

d
由以上各式解得：U2=

2U1d2

L2

=

2×1.00×104×0.022

0.052

V=3.2×103V
答：兩板間所加的電壓值為3.2×10³V．

點評：本題考查了帶電粒子在電場中加速和偏轉問題，注意帶電粒子在偏轉電場中做類平拋運動，根據平拋運動的基本規(guī)律解題．