Question

（15分）如圖所示，兩個板長均為L的平板電極，平行正對放置，兩極板相距為d，極板之間的電勢差為U，板間電場可以認為是勻強電場。一個帶電粒子（質量為m，電荷量為+q）從正極板邊緣以某一初速度垂直于電場方向射入兩極板之間，到達負極板時恰好落在極板邊緣。忽略重力和空氣阻力的影響。求：

（1）極板間的電場強度E的大小；
（2）該粒子的初速度v₀的大小；
（3）該粒子落到下極板時的末動能E_k的大小。

Answer 1

（1）（2）（3）

試題分析：（1）兩極板間的電壓為U，兩極板的距離為d，所以電場強度大小為：（2分）
（2）帶電粒子在極板間做類平拋運動，在水平方向上有         （2分）
在豎直方向上有           （2分）
根據牛頓第二定律可得：，而
所以          （2分）
解得：            （2分）
（3）根據動能定理可得            （3分）
解得            （2分）