Question

如图所示，离子发生器发射出一束质量为m、电荷量为q的离子，从静止经加速电压U₁加速后，获得速度v₀，并沿垂直于电场方向射入两平行板中央，受偏转电压U₂作用后，以速度v离开电场．已知平行板长为L，两板间距离为d，求：

（1）v₀的大小．

（2）离子在偏转电场中运动的时间t．

（3）离子在离开偏转电场时的偏移量y．

（4）离子在离开偏转电场时的速度v的大小．

Answer

（1） （2） （3） （4）

【解析】试题分析：由动能定理可以求出速度；粒子在偏转电场中做类平抛运动，由类平抛运动规律可以求出粒子在偏转电场中的运动时间、偏移量。

（1）在加速电场中，由动能定理得：

解得：

（2）离子在偏转电场中做类平抛运动，在水平方向匀速运动：

则离子的运动时间为：

（3）粒子在竖直方向匀加速运动，由牛顿第二定律可得：

电场强度为：

则偏移量为：

联立解得：

（4）由动能定理得：

解得：