(2008?汕头二模)两块水平金属极板A、B正对放置,每块极板长均为l、极板间距为d.B板接地(电势为零)、
(2008?汕头二模)两块水平金属极板A、B正对放置,每块极板长均为l、极板间距为d.B板接地(电势为零)、A板电势为+U,重力加速度为g.两个比荷(电荷量与质量的比值)...
(2008?汕头二模)两块水平金属极板A、B正对放置,每块极板长均为l、极板间距为d.B板接地(电势为零)、A板电势为+U,重力加速度为g.两个比荷(电荷量与质量的比值)均为qm=gdU的带正电质点以相同的初速沿A、B板的中心线相继射入,如图所示,第一个质点射入后恰好落在B板的中点处,接着,第二个质点射入极板间,运动一段时间△t后,A板电势突然变为-U并且不再改变,结果第二个质点恰好没有碰到极板.求:(1)带电质点射入时的初速ν0.(2)在A板电势改变之前,第二个质点在板间运动的时间△t.
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(1)第一个质点在极板问做类平抛运动,由牛顿第二定律得:mg+q
=ma ①
质点水平方向做匀速直线运动,则有
=ν0t1 ②
竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,则有
=
a
③
联立解得质点的初速v0=
④
(2)第二个质点射入极板后,在时间△t内做类平抛运动,有 x2=ν0△t ⑤
y2=
a△t2 ⑥
νy=a△t ⑦
A板电势突然变为-U后,质点所受电场力与重力平衡,做匀速直线运动,经过时间t'恰好射出极板,则 x2′=l-x2=ν0t'⑧
y2′=
?y2=νyt′ ⑨
由以上各式解得△t=(2?
)
⑩
答:
(1)带电质点射入时的初速ν0是
.
(2)在A板电势改变之前,第二个质点在板间运动的时间△t是(2-
U |
d |
质点水平方向做匀速直线运动,则有
l |
2 |
竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,则有
d |
2 |
1 |
2 |
t | 2 1 |
联立解得质点的初速v0=
l |
2 |
|
(2)第二个质点射入极板后,在时间△t内做类平抛运动,有 x2=ν0△t ⑤
y2=
1 |
2 |
νy=a△t ⑦
A板电势突然变为-U后,质点所受电场力与重力平衡,做匀速直线运动,经过时间t'恰好射出极板,则 x2′=l-x2=ν0t'⑧
y2′=
d |
2 |
由以上各式解得△t=(2?
3 |
|
答:
(1)带电质点射入时的初速ν0是
l |
2 |
|
(2)在A板电势改变之前,第二个质点在板间运动的时间△t是(2-
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