如圖,兩金屬板P、Q水平放置,間距為d.兩金屬板正中間有一水平放置的金屬網G,PQG的尺寸相同.G接地,PQ的...
問題詳情:
如圖,兩金屬板P、Q水平放置,間距為d.兩金屬板正中間有一水平放置的金屬網G,PQG的尺寸相同.G接地,PQ的電勢均為(>0).質量為m,電荷量為q(q>0)的粒子自G的左端上方距離G為h的位置,以速度v0平行於紙面水平*入電場,重力忽略不計.
(1)求粒子第一次穿過G時的動能,以及她從*入電場至此時在水平方向上的位移大小;
(2)若粒子恰好從G的下方距離G也為h的位置離開電場,則金屬板的長度最短應為多少?
【回答】
(1);(2)
【詳解】
解:(1)PG、QG間場強大小相等,均為E,粒子在PG間所受電場力F的方向豎直向下,設粒子的加速度大小為a,有
①
F=qE=ma②
設粒子第一次到達G時動能為Ek,由動能定理有
③
設粒子第一次到達G時所用時間為t,粒子在水平方向的位移為l,則有
④
l=v0t⑤
聯立①②③④⑤式解得
⑥
⑦
(2)設粒子穿過G一次就從電場的右側飛出,則金屬板的長度最短,由對稱*知,此時金屬板的長度L為⑧
知識點:帶電粒子在電場中的運動
題型:解答題