问题 填空题

一束质量为m、电量为q的带电粒子以平行于两极板的速度v0进入匀强电场,如图所示,如果两极板间电压为U,两极板间的距离为d,板长为L,设粒子束不会击中极板,则粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为______(粒子的重力忽略不计)

答案

粒子在电场中做类平抛运动,根据牛顿第二定律与运动学公式可得,经过电场后的偏转位移y=

1
2
at2=
1
2
qU
md
(
L
v0
)2

而电场中,电势能的变化量等于电场力做功的多少,即△E=W=qEy=q

U
d
y

由以上两式,综合而得,飞出极板时电势能的变化量为

q2U2L2
2md2
v20

故答案为:

q2U2L2
2md2
v20

单项选择题 B型题
单项选择题