如图甲所示,水平放置的平行金属板A和B间的距离为d,金属板长L=2d, B板的右侧边缘恰好是倾斜挡板NM上的一个小孔K,现有质量为m、带正电且电荷量为q的粒子组成的粒子束,从AB的中点O以平行于金属板方向OO′的速度v0不断射入,不计粒子所受的重力.
(1)若在A、B板间加一恒定电压U=U0,则要使粒子穿过金属板后恰好打到小孔K,求U0的大小;
(2)若在A、B板间加上如图乙所示的电压,电压为正表示A板比B板的电势高,其中T=,且粒子只在0~
时间内入射,则能打到小孔K的粒子在何时从O点射入?
(1)(2)tx=
题目分析:(1)带电粒子做类平抛运动,
则L=v0t (2分)
=
×
t2 (2分)
把L=2d代入,联立可得:
U0= (2分)
(2)粒子在水平方向做匀速直线运动,粒子运动的时间均为t==
, (1分)
设粒子在tx时刻进入金属板,粒子平抛运动的时间为t平,则:
=
×
t
(2分)
把L=2d代入,联立可得:t平=
(2分)
则可知tx= (1分)
点评:本题难度中等,由于带电粒子在水平方向做匀速运动,因此只需分析竖直方向的运动情况,在没有电场时,粒子做的是匀速直线运动,但运动时间由水平方向的运动决定