问题
问答题
如图所示，带等量异种电荷的两块相互平行的金属板AB、CD长都为L，两板间距为d，其间为匀强电场，当两极板电压U0为时，有一质量为m，带电量为q的质子紧靠AB板上的上表面以初速度V0射入电场中，设质子运动过程中不会和CD相碰，求：
（1）当t=
时，质子在竖直方向的位移是多大？L 2v0
（2）当t=
时，突然改变两金属板的电性，且两板间电压为U1，质子恰能沿B端飞出电场，求：电压U1与U0的比值是多大？L 2v0
答案
（1）质子进入电场的加速度为a=
=F m
=qE m qU0 md
当t=
时，质子在竖直方向的位移：L 2v0
y=
at2=1 2 1 2
(qU0 md
)2=L 2v0 qU0L2 8mdv02
（2）当t=
时，质子在竖直方向的速度：L 2v0
vy=at=qU0 md
=L 2v0 qU02L 2mdv0
改变两极板的极性后，质子在竖直方向上的加速度：
a ′=
=F ′ m
=qE ′ m qU1 md
在竖直方向上，由匀变速直线运动公式，得：
-y=vyt-
a ′t21 2
带入以上各数据，有
-
=qU0L2 8mdv02
(qU02L 2mdv0
)-L 2v0 1 2
(qU1 md
)2L 2v0
解得
=U1 U0 3 1
答：（1）当t=
时，质子在竖直方向的位移为L 2v0
．qU0L2 8mdv02
（2）当t=
时，突然改变两金属板的电性，且两板间电压为U1，质子恰能沿B端飞出电场，则L 2v0
=U1 U0
．3 1