两平行金属板A、B水平放置,一个质量m=5×10-6kg的带电微粒以υ0=2m/s的水平初速度从两板正*位置射入电场,如图所示,A、B两板间的距离d=4cm,板长L=10cm.(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,求该粒子的电量.(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,求AB板电势差的最大值和最小值.

问题描述:

两平行金属板A、B水平放置,一个质量m=5×10-6kg的带电微粒以υ0=2m/s的水平初速度从两板正*位置射入电场,如图所示,A、B两板间的距离d=4cm,板长L=10cm.

(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,求该粒子的电量.
(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,求AB板电势差的最大值和最小值.

(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qUABd=mg得:q=mgdUAB=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...
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

UAB
d
=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=
qUAB
md
−g
的匀加速运动,由
d
2
1
2
at2
 和t=
L
v0
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-
qUAB2
md
,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.