Question

【題目】如圖所示，水平放置的兩平行金屬板長為L，間距為d。一排長度正好為d的質子從金屬板左側均以速度v平行金屬板射入電場中，已知質子電量為e，質量為m。求：

（1）欲使所有質子都不從板間飛出，則兩板電壓U的最小值是多少？

（2）若兩板間加上（1）問中的電壓，將粒子換為氚核，仍以速度v平行金屬板射入電場中，求能出場的粒子數目占粒子總數的比例k。（粒子重力及相互間作用力忽略不計）

Answer 1

【答案】（1）U=（2）k=

【解析】

(1)當質子在電場中沿垂直于極板的方向偏轉的距離大于板間距離d時，所有質子都不從板間飛出．即有y≥d．
質子在電場中做類平拋運動，則
水平方向：

加速度為：

偏轉位移為：

聯立解得：

(2) 氚核在電場中做類平拋運動，則
水平方向：

加速度為：

偏轉位移為：

電壓為：

聯立解得：

由此可知，在電場中將會有的粒子射出電場。