如图所示,A、B为两块平行金属板,A板带正电、B板带负电.两板之间存在着匀强电场,两板间距为d、电势差为U,在...
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问题详情:
如图所示,A、B为两块平行金属板,A板带正电、B板带负电.两板之间存在着匀强电场,两板间距为d、电势差为U,在B板上开有两个间距为L的小孔.C、D为两块同心半圆形金属板,圆心都在贴近B板的O′处,C带正电、D带负电.两板间的距离很近,两板末端的中心线正对着B板上的小孔,两板间的电场强度可认为大小处处相等,方向都指向O′.半圆形金属板两端与B板的间隙可忽略不计.现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电量为q的带正电微粒(微粒的重力不计),问:
(1)微粒穿过B板小孔时的速度多大;
(2)为了使微粒能在CD板间运动而不碰板,CD板间的电场强度大小应满足什么条件;
(3)从释放微粒开始,经过多长时间微粒会通过半圆形金属板间的最低点P点?
【回答】
解:(1)设微粒穿过B板小孔时的速度为v,根据动能定理,有(1)
解得
(2)微粒进入半圆形金属板后,电场力提供向心力,有(2)
联立(1)、(2),得
(3)微粒从释放开始经t1*出B板的小孔,则(3)
设微粒在半圆形金属板间运动经过t2第一次到达最低点P点,则(4)
所以从释放微粒开始,经过微粒第一次到达P点;
根据运动的对称*,易知再经过2(t1+t2)微粒再一次经过P点;
…
所以经过时间,k=0,1,2,…微粒经过P点.
答:(1)微粒穿过B板小孔时的速度多大是;
(2)为了使微粒能在CD板间运动而不碰板,CD板间的电场强度大小应满足;
(3)从释放微粒开始,经过时间,k=0,1,2,…微粒经过P点.
知识点:带电粒子在电场中的运动
题型:计算题