Question

3．質(zhì)量為1×10^-25kg、電量為1×10^-16C的帶電粒子以2×10⁶m/s速度從水平放置的平行金屬板中央沿水平方向飛入板間．已知板長(zhǎng)L=10cm，間距d=2cm，當(dāng)兩板間電壓在U≤160V范圍內(nèi)時(shí)，此帶電粒子能從板間飛出．

Answer 1

分析 帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律求出轉(zhuǎn)位移的表達(dá)式，帶電微粒豎直向上或向下位移 x小于等于 $\frac{1}{2}$d才能從板間飛出，根據(jù)偏轉(zhuǎn)位移的表達(dá)式即可求解．

解答 解：帶電粒子豎直方向的位移小于等于$\frac{1}{2}$d才能從板間飛出，設(shè)板間電壓為U，場(chǎng)強(qiáng)E=$\frac{U}vjw6dd1$，
所以電場(chǎng)力F=qE=q$\frac{U}dbx0zgt$，
根據(jù)牛頓第二定律得：
a=$\frac{F}{m}=\frac{qU}{md}$
豎直方向的位移y=$\frac{1}{2}a{t}^{2}=\frac{1}{2}×\frac{qU}{md}×（\frac{L}{{v}_{0}}）^{2}$
則有：$\frac{1}{2}×\frac{qU}{md}×{（\frac{L}{{v}_{0}}）}^{2}≤\frac{1}{2}d$
解得：U$≤\frac{mud1d16f^{2}{v}_{0}^{2}}{q{L}^{2}}$
代入數(shù)據(jù)得：U≤160V
故答案為：U≤160

點(diǎn)評(píng) 該題主要考查了偏轉(zhuǎn)位移的求解方法，要注意帶電微粒豎直向上或向下位移x小于等于$\frac{1}{2}$d才能從板間飛出，難度適中．