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如图所示,真空中水平放置的两个相同极板Y和Y'长为L,相距d,足够大的竖直屏与两...

manfen5.com 满分网如图所示,真空中水平放置的两个相同极板Y和Y'长为L,相距d,足够大的竖直屏与两板右侧相距b.在两板间加上可调偏转电压U,一束质量为m、带电量为+q的粒子(不计重力)从两板左侧中点A以初速度v沿水平方向射入电场且能穿出.
(1)证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O点;
(2)求两板间所加偏转电压U的范围;
(3)求粒子可能到达屏上区域的长度.
(1)画出运动轨迹图,根据运动学公式与牛顿第二定律,及三角函数关系,从而即可证明; (2)由牛顿第二定律与公式E= 相结合,可求得结果; (3)运用几何关系,结合偏角与位移的关系,从而即可求解. 【解析】 (1)设粒子在运动过程中的加速度大小为a,离开偏转电场时偏转距离为y,沿电场方向的速度为vy,偏转角为θ,其反向延长线通过O点,O点与板右端的水平距离为x,则有 侧移量,y=① 匀速运动的位移,L=vt② 竖直方向的速度,vy=at                联立可得   即粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心. (2)由牛顿第二定律,则有           ③ 电场强度与电势差的关系,E=           ④ 由①②③④式解得 当时, 则两板间所加电压的范围   (3)当时,粒子在屏上侧向偏移的距离最大(设为y),则 而tan 解得  则粒子可能到达屏上区域的长度为 答:(1)粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O点; (2)则两板间所加偏转电压U的范围  ; (3)则粒子可能到达屏上区域的长度为.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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