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  • 兩平行金屬板A、B水平放置,一個(gè)質(zhì)量m=5×10-6kg的帶電微粒以υ0=2m/s的水平初速度從兩板正中央位置射入電場(chǎng),如圖所示,A、B兩板間的距離d=4cm,板長(zhǎng)L=10cm. (1)當(dāng)A、B間的電壓UAB=1000V時(shí),

    兩平行金屬板A、B水平放置,一個(gè)質(zhì)量m=5×10-6kg的帶電微粒以υ0=2m/s的水平初速度從兩板正中央位置射入電場(chǎng),如圖所示,A、B兩板間的距離d=4cm,板長(zhǎng)L=10cm.

    (1)當(dāng)A、B間的電壓UAB=1000V時(shí),微粒恰好不偏轉(zhuǎn),沿圖中直線射出電場(chǎng),求該粒子的電量.
    (2)令B板為電勢(shì)零點(diǎn),A板電勢(shì)高于B板電勢(shì),欲使該微粒射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),求AB板電勢(shì)差的最大值和最小值.
    物理人氣:959 ℃時(shí)間:2019-10-26 19:35:44
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)當(dāng)UAB=1000V時(shí),重力跟電場(chǎng)力平衡,微粒沿初速方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),
    由q
    UAB
    d
    =mg得:q=
    mgd
    UAB
    =2×10-9C.
    因重力方向豎直向下,故電場(chǎng)力方向必須豎直向上.
    又場(chǎng)強(qiáng)方向豎直向下(UAB>0),所以微粒帶負(fù)電.
    (2)當(dāng)qE>mg時(shí),帶電微粒向上偏.設(shè)微粒恰好從上板右邊緣飛出時(shí)AB板電勢(shì)差為UAB
    此時(shí),微粒在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng),在豎直方向作加速度為a=
    qUAB
    md
    ?g
    的勻加速運(yùn)動(dòng),
    d
    2
    1
    2
    at2
     和t=
    L
    v0
    得:UAB1=
    mv02d2+mgdL2
    qL2
    =2600V.
    當(dāng)qE<mg時(shí),帶電微粒向下偏轉(zhuǎn),豎直方向加速度為a=g-
    qUAB2
    md
    ,
    同理可得:UAB2=600V.
    所以,要使微粒射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),UAB最大值為2600V,最小值為600V.
    答:(1)當(dāng)A、B間的電壓UAB=1000V時(shí),微粒恰好不偏轉(zhuǎn),沿圖中直線射出電場(chǎng),則該粒子的電量為2×10-9C的負(fù)電荷.
    (2)令B板為電勢(shì)零點(diǎn),A板電勢(shì)高于B板電勢(shì),欲使該微粒射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),則AB板電勢(shì)差的最大值為2600V,最小值為600V.
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