问题详情:
如图*所示装置中,AB是两个竖直放置的平行金属板,在两板中心处各开有一个小孔,板间距离为d,板长也为d,在两板间加上电压U后,形成水平向右的匀强电场。在B板下端(紧挨B板下端,但未接触)固定有一个点电荷Q,可以在极板外的空间形成电场。紧挨其下方有两个水平放置的金属极板CD,板间距离和板长也均为d,在两板间加上电压U后可以形成竖直向上的匀强电场。某时刻在O点沿中线OO/由静止释放一个质量为m,带电量为q的正粒子,经过一段时间后,粒子从CD两极板的正*垂直进入电场,最后由CD两极板之间穿出电场。不计极板厚度及粒子的重力,假设装置产生的三个电场互不影响,静电力常量为k。求:
(1)粒子经过AB两极板从B板飞出时的速度vo的大小;
(2)在B板下端固定的点电荷Q的电*和电量;
(3)粒子从CD两极板之间飞出时的位置与释放点O之间的距离。
(4)如果在金属板C、D间加上如图乙所示的大小不变、方向周期*变化的交变电压U,其周期是T。求:若粒子恰能从两板*平行于板飞出,粒子应从哪一时刻*入,两板间距d至少多大?
【回答】
(1)粒子经过AB两板,由动能定理可知
① 3分
(2)粒子飞出B板后,在Q的作用下做匀速圆周运动,所以Q带负电。
(3)粒子沿CD中线进入CD间的电场,做类平抛运动
②
③
且 ④
由①~④可得
则飞出CD板时的位置与O点之间的距离为
(4)*入时间
知识点:带电粒子在电场中的运动
题型:计算题