答
(1)当UAB=1000V时,重力跟电场力平衡,微粒沿初速方向做匀速直线运动,
由q=mg得:q==2×10-9C.
因重力方向竖直向下,故电场力方向必须竖直向上.
又场强方向竖直向下(UAB>0),所以微粒带负电.
(2)当qE>mg时,带电微粒向上偏.设微粒恰好从上板右边缘飞出时AB板电势差为UAB.
此时,微粒在水平方向做匀速运动,在竖直方向作加速度为a=−g的匀加速运动,
由=at2 和t=得:UAB1==2600V.
当qE<mg时,带电微粒向下偏转,竖直方向加速度为a=g-,
同理可得:UAB2=600V.
所以,要使微粒射出偏转电场,UAB最大值为2600V,最小值为600V.
答:(1)当A、B间的电压UAB=1000V时,微粒恰好不偏转,沿图中直线射出电场,则该粒子的电量为2×10-9C的负电荷.
(2)令B板为电势零点,A板电势高于B板电势,欲使该微粒射出偏转电场,则AB板电势差的最大值为2600V,最小值为600V.
答案解析:1、微粒沿初速方向做匀速直线运动,说明重力跟电场力平衡,即q=mg,可计算出该粒子的电量.根据受力方向判断粒子的带电正负.
2、当qE>mg时,带电微粒向上偏.设微粒恰好从上板右边缘飞出时AB板电势差为UAB.此时,微粒在水平方向做匀速运动,在竖直方向作加速度a=−g的匀加速运动,由=at2 和t=可计算出此时的最大电势差.当qE<mg时,带电微粒向下偏转,竖直方向加速度a=g-,同理可计算出最小电势差.
考试点:带电粒子在匀强电场中的运动;力的合成与分解的运用;共点力平衡的条件及其应用.
知识点:本题是带电粒子在电场和重力场的复合场中的运动,要分析清楚受力的方向,重力向下,则电场力必向上,电场力大于重力,则粒子向上偏转,当重力大于电场力时,粒子向下偏转.