如图(甲)所示,A、B两平行金属板水平放置,B板接地.A板电势随时间变化的周期为T,图象如图(乙)所示.C、D两平行金属
1个回答

解题思路:粒子在水平方向不受力,做匀速直线运动;粒子在竖直方向上做变速运动,在一个周期T内,竖直方向上的速度变为初始状态;要使该带电粒子能够返回至O1处,应满足在[T/4]的整数倍时从CD间出去,根据粒子在匀强电场中的偏转位移公式求出板间距.

(1)因粒子在A、B间运动时,水平方向不受外力做匀速运动,所以进入O1′孔的速度即为进入A、B板的初速度.

在C、D间,由动能定理得qU2=[1/2]mv02

即v0=

2qu2

m

(2)由于粒子进入A、B后,在一个周期T内,竖直方向上的速度变为初始状态.即v=0,

若在第一个周期内进入O1′孔,则对应两板最短长度为L=v0T,若在该时间内,粒子刚好不到A板而返回,则对应两板最小间距,

设为d,所以[1/2]a([T/4])2×2=[d/2],即d=

qU1T2

8m.

因此A、B两极板间距d的最小值是d=

qU1T2

8m.

(3)要使该带电粒子能够返回至O1处,应满足在[T/4]的整数倍时从CD间出去,设CD间距为d,

则d=[1/2at2=

1

qU2

md×(

nT

4)2

整理得d=n

qU2T2

32m](n=1、2、3、4…)

答:(1)该带电粒子从左侧Ol处进入A、B极板间时的初速度大小v0=

2qu2

m;

(2)A、B两极板间距d的最小值是

qU1T2

8m

(3)要使该带电粒子能够返回至O1处,C、D两极板间的间距应满足d=n

qU2T2

32m(n=1、2、3、4…)

点评:

本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动.

考点点评: 本题是道综合性较强的题目,考查了粒子在匀强电场中的偏转和加速,结合运动学公式求解是此类题目常用的方法.

相关问题