问题
问答题
如图所示，质量m=5×10-8kg的带电粒子，以初速v0=2m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B的中央，水平飞入电场，已知金属板长0.1m，板间距离d=2×10-2m，当UAB=1000V时，带电粒子恰好沿直线穿过电场，若两极板间的电势差可调，要使粒子能从两板间飞出，UAB的变化范围是多少？（g取10m/s2）
答案
带电微粒恰好沿直线穿过板间的条件，求出微粒的带电量q
qE=mg
E=U d
q=mgd U
带电微粒竖直向上或向下位移 x小于等于
才能从板间飞出，d 2
取向上为正方向，则
≥x≥-d 2 d 2
运动时间t=L v0
设板间电压为u，场强
，电场力 u d uq d
竖直匀加速运动加速度 a=
=
-mgqu d m (u-U)g U
x=
at2=1 2 (u-U)gL2 2Uv02
要使粒子能从两板间飞出，则
≥d 2
≥-(u-U)gL2 2Uv02 d 2
≥（u-U）≥-dUv02 gL2 dUv02 gL2
800V≥（u-U）≥-800V
1800V≥u≥200V
答：要使粒子能从两板间飞出，UAB的变化范围是200V～1800V．