如图,板间距为d、板长为4d的水平金属板A和B上下正对放置,并接在电源上.现有一质量为m、带电量+q的质点沿两板中心线以某一速度水平射入,当两板间电压U=U0,且A接负时,该质
◎ 题目
如图,板间距为d、板长为4d的水平金属板A和B上下正对放置,并接在电源上.现有一质量为m、带电量+q的质点沿两板中心线以某一速度水平射入,当两板间电压U=U0,且A接负时,该质点就沿两板中心线射出;A接正时,该质点就射到B板距左端为d的C处.取重力加速度为g,不计空气阻力. (1)求质点射入两板时的速度; (2)当A接负时,为使带电质点能够从两板间射出,求:两板所加恒定电压U的范围. |
◎ 答案
(1)当两板加上U0电压且A板为负时,有: q
A板为正时,设带电质点射入两极板时的速度为v0,向下运动的加速度为a,经时间t射到C点,有:
又水平方向有 d=v0t…③ 竖直方向有
由①②③④得:v0=
(2)要使带电质点恰好能从两板射出,设它在竖直方向运动的加速度为a1、时间为t1,应有:
t1=
由⑥⑦⑧得:a1=
若a1的方向向上,设两板所加恒定电压为U1,有:
若a1的方向向下,设两板所加恒定电压为U2,有: mg-
⑧⑨⑩解得:U1=
所以,所加恒定电压范围为:
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