如图所示,两带电平行板A、B间的电场为匀强电场,场强E=8.0×102V/m,两板相距d=16cm,板长L=30cm.一带电量q=1.0×10-16C、质量m=1.0×10-24㎏的粒子以v0=3×105m/s的速度沿平行于板方向从两板的正中间射入电场后向着B板偏转,不计带电粒子所受重力,求:
(1)粒子带何种电荷?其在电场中运动的时间为多久?
(2)粒子飞出电场时的偏转角为多大?(可用正切值表示)
解题思路:平行金属板B板带负电,粒子向B板偏转,粒子带正电.粒子做类平抛运动,将其分解为水平和竖直两个方向研究,根据牛顿第二定律求出加速度,由运动学公式求出竖直方向的速度,从而求出粒子飞出电场时的偏转角的正切值.
(1)由于B板带负电,粒子向B板偏转,说明粒子带正电.
粒子在电场中做类平抛运动,根据类平抛运动的规律得:
水平方向有:t=[L
v0=
0.3
3×105=1×10−6s
(2)竖直方向有:v y=at=
qE/mt=8×104m/s
则tanθ=
vy
v0=
4
15]
答:(1)粒子带正电荷,其在电场中运动的时间为1×10-6s;
(2)粒子飞出电场时的偏转角的正切值为[4/15].
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动;运动的合成和分解.
考点点评: 解决本题要掌握类平抛运动的处理方法,熟练运用运动的分解法,由牛顿第二定律和运动学公式求解.
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