如图所示，两平行金属板A、B水平放置，板长L1=8cm，板间距离d=8cm，板间电压U=300V．一质量m=10-20kg，电量q=10-10C的带正电的粒子（重力不计），以初速度v0=2×106m/s从两板中央垂直电场线飞入电场，粒子飞出平行板电场后，进入CD、EF间的无电场区域，已知两界面CD、EF相距为L2=12cm，粒子穿过界面EF后，又射入固定在中心线上O2处的点电荷Q形成的电场区域，且粒子在EF右侧运动过程中速率始终不变．求
（1）粒子飞出平行板电场时的速度大小和方向？
（2）粒子穿过界面EF时偏离中心线O1O2的距离？
（3）点电荷Q的电量和电性？（静电力常数k=9×109N m2/C2）
（1）粒子在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动；
运动时间t=
； L v
加速度a=Uq md
竖直分速度vy=at=
=UqL mdv
=1.5×106m/s；300×10-10×0.08 10-20×0.08×2×106
故合速度V=
=2.5×106m/s；v02+ v 2y
合速度与水平向的夹角的正切值tanθ=
=vy v0
，速度方向与水平方向成37°；3 4
即粒子的速度为2.5×106m/s，方向与水平方向成37°．
（2）粒子在电场内竖直方向的位移y=
at2=1 2 1 2
(Uq md
)2=0.03m；L v0
而粒子在CD、EF之间做匀速直线运动，运动时间取决于水平方向上速度
t2=L2 v0
竖直向上的位移y2=vyt2=1.5×106m×
m=0.09m；0.12 2×106
故粒子穿过界面EF时偏离中心线O1O2的距离为y1+y2=0.03m+0.09m=0.12m；
即粒子偏离中心线的距离为0.12m；
（3）因粒子在EF的右侧速率保持不变，粒子应做圆周运动，库仑力充当粒子转动需要的向心力；
故Q应带负电；
如图所示，由几何知识可知，转动半径R=0.15m；
由k
=mQq R2
可得：v2 R
Q=
=1.04×10-8C；mv2R kq
即点电荷带负电，电量为1.04×10-8C．
