问题 计算题

如图所示,长L=1m的两块相同的金属板正对着水平放置,两板间距d=0.08 m,一个质量m=1.0×10-6 kg、电荷量为q=-1.0×10-8 C的带电小油滴,从两板左侧正中央位置,以水平速度v0=10 m/s射入,重力加速度g=10 m/s2。问:

(1)小油滴能否从两金属板间射出?

(2)若能,请计算射出时的偏转距离、速度偏向角;若不能,则在A,B两极板上加电压UAB满足什么条件,小油滴才能从两平行金属板间射出?

答案

解:(1)假设小油滴能够从金属板间射出,则沿水平方向有

L=v0t,解得t=0.1 s

沿竖直方向有

解得

所以假设错误,小油滴不能从两金属板间射出

(2)设小油滴恰好能从两金属板间射出时,小油滴的加速度为a,则有

当小油滴紧贴上极板右端飞出时,金属板间电压大小为U1,则有

解得U1=144 V

当小油滴紧贴下极板右端飞出时,金属板间电压大小为U2,则有

解得U2=16 V

由于小油滴带负电,所以U2≤UAB≤U1

即16 V≤UAB≤144 V

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