Question

【題目】如圖所示，質量m=5．0×10-6kg的帶電粒子，以初速度v0=2m/s的速度從水平放置的平行金屬板A、B的中央水平飛入電場，已知金屬板長0．1m板間距d=2cm，當UAB=1000V時，帶電粒子恰好沿直線穿過電場，求：

（1）帶電粒子的帶電荷量是多少：

（2）若兩極板間的電勢差可調，要使粒子能從兩版間飛出，UAB的變化范圍是多少？（g取10m/s2）

Answer 1

【答案】（1）1×10-9C（2）200V≤UAB≤1800V．

【解析】

試題分析：（1）當UAB=1000V時，粒子做直線運動，則有：，

代入數據解得：q=1×10-9C

粒子所受電場力向上，與電場方向相反，則粒子帶負電．

（2）當電壓UAB比較大時，即qE＞mg，粒子向上偏，有：

當剛好能從上板邊緣飛出時，有：y=a1t2=a1（）2=

解得，U1=1800V

當電壓UAB比較小時，即qE＜mg，粒子向下偏，

設剛好能從下板邊緣飛出，有：

y=a2t2=，代入數據解得：U2=200V．

則要使粒子能從板間飛出，A、B間所加電壓的范圍為 200V≤UAB≤1800V．