Question

如图所示，一个带电粒子从粒子源飘入（初速度很小，可忽略不计）电压为U₁的加速电场，经加速后从小孔S沿平行金属板A、B的中心线射入，A、B板长为L，相距为d，电压为U₂，则带电粒子能从A、B板间飞出应该满足的条件是（不计粒子重力）（ ）

A．＜
B．＜
C．＜
D．＜

Answer

带电粒子无初速度在加速电场中被加速，又以一定速度垂直进入偏转电场，由于速度与电场力垂直，所以粒子先做匀加速直线运动，后做类平抛运动．这样类平抛运动可将看成沿初速度方向的匀速直线与垂直于初速度方向匀加速直线运动．可利用加速电场的电压U求出进入偏转电场的初速度，然后运用偏转电场的长度L求出运动时间，由于分运动间具有等时性，所以由运动学公式求出垂直于初速度方向的位移．值得注意的是，求出的位移不是等于偏转电场的宽度，而是小于或等于宽度的一半．
【解析】
带电粒子在电场中被加速，
则有  qu1=-0                                     （1）
    带电粒子在偏转电场中做类平抛运动，可看成匀速直线运动与匀加速直线运动的两分运动．
 匀速直线运动：由运动学公式得  L=vt                    （2）
 匀加速直线运动：设位移为x，则有x==t2       （3）
要使带电粒子能飞出电场，则有x＜                      （4）
由（1）-（4）可得：＜
故选：C．