如图所示,质量m=5×10-8kg的带电粒子,以初速v0=2m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B的中央,水平飞入电场,已知金属板长0.1m,板间距离d=2×10-2m,当UAB=1000V时,带电粒子恰好沿直线穿过电场,若两极板间的电势差可调,要使粒子能从两板间飞出,UAB的变化范围是多少?(g取10m/s2)
带电微粒恰好沿直线穿过板间的条件,求出微粒的带电量q
qE=mg
E=
q=
带电微粒竖直向上或向下位移 x小于等于
才能从板间飞出,
取向上为正方向,则
≥x≥-
运动时间t=
设板间电压为u,场强
,电场力
竖直匀加速运动加速度 a=
=
x=
at2=
要使粒子能从两板间飞出,则
≥
≥-
≥(u-U)≥-
800V≥(u-U)≥-800V
1800V≥u≥200V
答:要使粒子能从两板间飞出,UAB的变化范围是200V~1800V.
qE=mg
E=
| U |
| d |
q=
| mgd |
| U |
带电微粒竖直向上或向下位移 x小于等于
| d |
| 2 |
取向上为正方向,则
| d |
| 2 |
| d |
| 2 |
运动时间t=
| L |
| v0 |
设板间电压为u,场强
| u |
| d |
| uq |
| d |
竖直匀加速运动加速度 a=
| ||
| m |
| (u-U)g |
| U |
x=
| 1 |
| 2 |
| (u-U)gL2 |
| 2Uv02 |
要使粒子能从两板间飞出,则
| d |
| 2 |
| (u-U)gL2 |
| 2Uv02 |
| d |
| 2 |
| dUv02 |
| gL2 |
| dUv02 |
| gL2 |
800V≥(u-U)≥-800V
1800V≥u≥200V
答:要使粒子能从两板间飞出,UAB的变化范围是200V~1800V.