如图(a)所示, 水平放置的平行金属板AB间的距离,板长
,在金属板的左端竖直放置一带有小孔的挡板,小孔恰好位于AB板的正中间.距金属板右端
处竖直放置一足够大的荧光屏.现在AB板间加如图(b)所示的方波形电压,已知
.在挡板的左侧,有大量带正电的相同粒子以平行于金属板方向的速度持续射向挡板,粒子的质量
,电荷量
,速度大小均为
.带电粒子的重力不计.求:
(1)在t=0时刻进入的粒子射出电场时竖直方向的速度
(2)荧光屏上出现的光带长度
(3)若撤去挡板,同时将粒子的速度均变为,则荧光屏上出现的光带又为多长?
(1)1000m/s (2) (3)0.15m
题目分析:(1)从时刻进入的带电粒子水平方向速度不变。
在电场中运动时间 ,正好等于一个周期
竖直方向先加速后减速,加速度大小
射出电场时竖直方向的速度
(2)无论何时进入电场,粒子射出电场时的速度均相同。
偏转最大的粒子偏转量
反方向最大偏转量
形成光带的总长度
(3)因粒子的速度均变为,所以带电粒子在电场中运动的时间为
得到
形成的光带长度
点评:学生要知道因电压变化,粒子在极板间做的不是类平抛运动,竖直方向粒子是先加速再减速,水平方向做匀速直线运动,然后用匀变速直线运动的公式去解题。