Question

如圖所示的裝置，在加速電場U₁內放置一根塑料管AB（AB由特殊絕緣材料制成，不會影的響電場分布），緊靠其右側的是兩塊彼此平行的水平金屬板，板長為L，兩板間距離為d. 一個帶負電荷的小球，恰好能沿光滑管壁運動. 小球由靜止開始加速，離開B端后沿金屬板中心線水平射入兩板中，若給兩水平金屬板加一電壓U₂，當上板為正時，小球恰好能沿兩板中心線射出；當下板為正時，小球射到下板上距板的左端處，求：

(1) U₁：U₂；

(2)若始終保持上板帶正電，為使經U₁加速的小球，沿中心線射入兩金屬板后能夠從兩板之間射出，兩水平金屬板所加電壓U的范圍是多少？（請用U₂表示）

 

Answer 1

(1)設粒子被加速后的速度為，當兩板間加上電壓U₂

          如上板為正時，， （1分）

          如下板為正時，    （1分）

             （1分）

           （1分）

          解得  （1分）

(2)當上板加量最大電壓U_m時，粒子斜向上偏轉剛好穿出：

 

 

  得      （2分）

  若上板加上最小正電壓U_n時，粒子向下偏轉恰穿出：

 

  得

  電壓的范圍為：    （3分）

解析:略