如图所示,一个可忽略重力不计的带电量为q微粒,从两偏转极板的中间点O垂直进入一个偏转电场.偏转电场两个极板所加电压为U,偏转板板的长度为L,两极板间的距离为d.求:(1)若

◎ 题目

如图所示,一个可忽略重力不计的带电量为q微粒,从两偏转极板的中间点O垂直进入一个偏转电场.偏转电场两个极板所加电压为U,偏转板板的长度为L,两极板间的距离为d.求:
(1)若微粒能穿出偏转电场,带电微粒穿过偏转电场所用的时间是多少?
(2)若微粒能穿出偏转电场,带电微粒的偏转位移y是多少?
(3)要使微粒能穿出偏转板,偏转电压U至少为多少?
魔方格

◎ 答案

(1)带电微粒在偏转电场中只受电场力作用,做类平抛运动.在水平方向微粒做匀速直线运动.
带电微粒穿过偏转电场所用的时间是  t=
L
v0

(2)带电微粒在竖直方向做匀加速直线运动,加速度为a,出电场时竖直方向速度为v2
竖直方向:a=
qE
m
=
qU
md

带电微粒的偏转位移y=
1
2
at2
=
qUL2
2md
v20

(3)微粒恰好从下边缘飞出电场时,此时偏转的距离为
d
2

则有 
d
2
=
qUL2
2md
v20

解得,U=
md2
v20
qL2

故要使微粒能穿出偏转板,偏转电压U至少为
md2
v20
qL2

答:(1)若微粒能穿出偏转电场,带电微粒穿过偏转电场所用的时间是
L
v0

(2)若微粒能穿出偏转电场,带电微粒的偏转位移y为
qUL2
2md
v20

(3)要使微粒能穿出偏转板,偏转电压U至少为
md2
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