Question

（12分）如图（a）所示, 水平放置的平行金属板AB间的距离d=0.1m，板长L=0.3m,在金属板的左端竖直放置一带

（12分）如图（a）所示, 水平放置的平行金属板AB间的距离d=0.1m，板长L=0.3m,在金属板的左端竖直放置一带有小孔的挡板,小孔恰好位于AB板的正中间.距金属板右端x=0.5m处竖直放置一足够大的荧光屏．现在AB板间加如图（b）所示的方波形电压，已知U 0 =1.0×10 2 V．在挡板的左侧，有大量带正电的相同粒子以平行于金属板方向的速度持续射向挡板，粒子的质量m=1.0×10 -7 kg，电荷量q=1.0×10 -2 C，速度大小均为v 0 =1.0×10 4 m/s．带电粒子的重力不计． 求：（1）在t=0时刻进入的粒子，射出电场时竖直方向的速度；（2）荧光屏上出现的光带长度；（3）若撤去挡板，同时将粒子的速度均变为v=2.0×10 4 m/s，则荧光屏上出现的光带又为多长?

Answer 1

（1）10 3 m/s    （2）4.0×10 -2 m   （3）0.15m

试题分析：（1）从t=0时刻进入的带电粒子水平方向速度不变。 在电场中运动时间t=L/v 0 =3×10 -5 s ，正好等于一个周期         （1分） 竖直方向先加速后减速，加速度大小          （1分） 射出电场时竖直方向的速度        （1分） （2）无论何时进入电场，粒子射出电场时的速度均相同。 偏转最大的粒子偏转量  （2分） 反方向最大偏转量      （2分） 形成光带的总长度l=4.0×10 -2 m        （1分） （3）带电粒子在电场中运动的时间为T/2，打在荧光屏上的范围如图c所示。          （1分）           （1分） 形成的光带长度l=d 1 + d+ d 2 =0.15m  （2分）