如图甲所示,A、B表示真空中水平放置的相距为d的平行金属板,板长为L,两板加电压后板间电场可视为匀强电场,图乙表示一周期性的交流电压波形,在t=0时,将图乙的交变电压加在A、B两板,此时恰有一质量为m、电量为q的粒子在板间*沿水平方向以速度v0射入电场,若此粒子在离开电场时恰能以平行A、B两板的速度飞出,求(1)A、B两板上所加交变电压的频率应满足的条件;(2)该交变电压U0的取值范围(忽略粒子的重力).

问题描述:

如图甲所示,A、B表示真空中水平放置的相距为d的平行金属板,板长为L,两板加电压后板间电场可视为匀强电场,图乙表示一周期性的交流电压波形,在t=0时,将图乙的交变电压加在A、B两板,此时恰有一质量为m、电量为q的粒子在板间*沿水平方向以速度v0射入电场,若此粒子在离开电场时恰能以平行A、B两板的速度飞出,求

(1)A、B两板上所加交变电压的频率应满足的条件;
(2)该交变电压U0的取值范围(忽略粒子的重力).

(1)粒子水平方向做匀速直线运动,水平分速度为v0;竖直方向沿着同一方向做加速度周期性变化的运动,速度时间图象如图所示:要使粒子在离开电场时恰能以平行A、B两板的速度飞出,竖直分速度为零,即恰好在整数倍周...
答案解析:(1)粒子水平方向做匀速直线运动,竖直方向沿着同一方向做加速度周期性变化的运动,要使粒子在离开电场时恰能以平行A、B两板的速度飞出,竖直分速度为零;
(2)竖直分位移不大于板间距离的一半即可.
考试点:匀强电场中电势差和电场强度的关系.


知识点:本题关键是明确粒子的运动情况和受力情况,要采用正交分解法列式分析,注意多解性,不难.