Question

【題目】如圖所示，離子發(fā)生器發(fā)射出一束質(zhì)量為m、電荷量為q的離子，從靜止經(jīng)加速電壓U1加速后，獲得速度v0，并沿垂直于電場(chǎng)方向射入兩平行板中央，受偏轉(zhuǎn)電壓U2作用后，以速度v離開(kāi)電場(chǎng)．已知平行板長(zhǎng)為L，兩板間距離為d，求：

（1）v0的大小．

（2）離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t．

（3）離子在離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏移量y．

（4）離子在離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度v的大小．

Answer 1

【答案】（1） ；（2）L．（3） ．（4） ．

【解析】試題分析：由動(dòng)能定理可以求出速度；粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，由類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以求出粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間、偏移量。

（1）在加速電場(chǎng)中，由動(dòng)能定理得：

解得：

（2）離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向勻速運(yùn)動(dòng)：

則離子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：

（3）粒子在豎直方向勻加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可得：

電場(chǎng)強(qiáng)度為：

則偏移量為：

聯(lián)立解得：

（4）由動(dòng)能定理得：

解得：