平行板AB间的电压为U,两板的距离为d,一质量为m、带电荷量为q的粒子,由两板*O点以水平速度v水平射入,落在C处,BC=l,若将B板向下拉开d/2,初速度不变,粒子仍然由两板*O点以水

问题描述:

平行板AB间的电压为U,两板的距离为d,一质量为m、带电荷量为q的粒子,由两板*O点以水平速度v水平射入,落在C处,BC=l,若将B板向下拉开

d
2
,初速度不变,粒子仍然由两板*O点以水平速度v水平射入,则粒子将落在B板的C′点,求BC′的大小.(不计重力)

粒子在电场中做类平抛运动,在垂直于板面方向的分运动为匀加速运动.带电粒子受到的电场力为:F=qE…①
由牛顿第二定律得带电粒子的加速度为:a=

F
m
…②
由于极板间为匀强电场,故:U=Ed…③
带电粒子落在B板上时,在垂直于板面方向偏移的距离:y=
d
2
1
2
at2
…④
 带电粒子在平行于板面的方向不受力,所以在这个方向做匀速运动,
由l=vt…⑤
由①②③④⑤可得:l=vt=v
md2
qU
…⑥
若将B板向下拉开
d
2
,则粒子受到的电场力:F′=qE′=
qU
d′
2qU
3d
…⑦
带电粒子落在B板上时,在垂直于板面方向偏移的距离:y′=
d′
2
1
2
a′t′2
=
1
2
2qU
3md
•t2
…⑧
由l′=vt′…⑨
由⑦⑧⑨联立解得:l′=vt′=v•
9md2
4qU
3
2
•v
md2
qU
3
2
l
=1.5l…⑩
答:BC′的大小是1.5l.