一带电量q=6.4×10-19C、质量m=1.6×10-25㎏的初速度为零的粒子,经电压U=200V的加速电场加速后,沿垂直于电场线方向进入E=1.0×103V/m均匀偏转电场.已知粒子在穿越偏转电场过程中沿场强方向的位移为5cm,不计粒子所受重力,求:(1)偏转电场平行板的板长;(2)粒子穿越偏转电场过程中偏角的正切.

问题描述:

一带电量q=6.4×10-19C、质量m=1.6×10-25㎏的初速度为零的粒子,经电压U=200V的加速电场加速后,沿垂直于电场线方向进入E=1.0×103V/m均匀偏转电场.已知粒子在穿越偏转电场过程中沿场强方向的位移为5cm,不计粒子所受重力,求:

(1)偏转电场平行板的板长;
(2)粒子穿越偏转电场过程中偏角的正切.

(1)带电粒子在加速电场中做匀加速直线运动,由动能定理得:qU=12mv02-0,代入数据解得:v0=4×104m/s,进粒子在偏转电场中做类平抛运动,由牛顿第二定律得:a=qEm,代入数据解得:a=4×109m/s2,竖直方向:y=12at2...
答案解析:带电粒子在加速电场中做匀加速直线运动,根据动能定理求出加速度后的速度,进入偏转电场后做类平抛运动,垂直于场强方向做匀速运动,沿电场方向做匀加速直线运动,根据运动学基本公式即可求解.
考试点:带电粒子在匀强电场中的运动.
知识点:注意类平抛运动水平分运动与竖直分运动具有等时性,结合匀速运动与匀变速运动规律解题.