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...
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问题详情:
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v0沿水平方向*入电场且能穿出.
(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)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.
【回答】
解:(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=v0t②
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y0),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.
知识点:带电粒子在电场中的运动
题型:计算题