如图(a),平行金属板A和B间的距离为d,它们的右端安放着靶MN(可金属板右侧上下移动也可在纸面内转动),现在A、B板上加上如图(b)所示的方波形电压,t=0时A板比B板的电势高,电

◎ 题目

如图(a),平行金属板A和B间的距离为d ,它们的右端安放着靶MN(可金属板右侧上下移动也可在纸面内转动),现在A、B板上加上如图(b)所示的方波形电压,t=0时A板比B板的电势高,电压的正向值为U0,反向值也为U0.现有由质量为m的带正电且电荷量为q的粒子组成的粒子束,从AB的中点O以平行于金属板方向OO/的速度大小为持续不断射入,所有粒子在AB间的飞行时间均为T,且不会与金属板相碰,不计重力影响.求:
(1)金属板长度
(2)粒子飞出电场时位置离O/点的距离范围
(3)要使粒子能全部打在靶MN上,靶MN的长度至少多大?

◎ 答案


(1)金属板的长度……………………………(1分)
(2)当粒子由时刻进入电场,向下侧移最大,则
  …………(2分)
当粒子由时刻进入电场,向上侧移最大,则
  ……………………………………………(2分)
所以,在距离O/中点下方至上方范围内有粒子打出.…………(1分)
粒子在电场中运动时,加速度向下的时间是,加速度向上的时间是,所有粒子离开电场时都有相同的竖直方向的速度 (2分)                                设粒子离开电场时速度方向与v0的夹角为θ,则……………(1分)
即所有的粒子平行射出电场,如下图所示,要使靶长度最小,需要将靶垂直于粒子出射方向放置……………(1分)

靶长最小值

◎ 解析


◎ 知识点

    专家分析,试题“如图(a),平行金属板A和B间的距离为d,它们的右端安放着靶MN(可金属板右侧上下移动也可在纸面内转动),现在A、B板上加上如图(b)所示的方波形电压,t=0时A板比B板的电势高,电…”主要考查了你对  【带电粒子在电场中的偏转】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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