问题
计算题
如图甲所示,M、N为水平放置的平行板电容器的两个极板,极板长L="0.2" m,两板间距d=0.1m,在M、N间加上如图乙所示的电压,一个带电粒子的电量q =+1.0×10-6C、质量m=1.0×10-8kg,粒子重力不计,求:
(1)0~1×10-3s电容器内部场强的大小和方向;
(2)若在t=0的时刻,将上述带电粒子从紧靠M板中心处无初速释放,求粒子从M板运动到N板所经历的时间t;
(3)若在t=0的时刻,上述带电粒子从靠近M板的左边缘处以初速度v0水平射入两极板间,且粒子沿水平方向离开电场,求初速度v0的大小。
答案
(1)V/m
方向:M→N(或向上)
(2) t=2T=4.0×10-3s
(3)
(1)V/m (2分)
方向:M→N(或向上)(1分)
(2)粒子加速度 =5
m/s2(1分)
0~内的位移
(1分)
一个周期内的位移 =
粒子从M板运动到N板所经历的时间 t=2T=4.0×10-3s(2分)
(3)要使粒子水平方向离开电场,则有 t=nT(1分)
由(2)问可知:在竖直方向刚好到达N极板的时间为2T
所以,粒子在两极板间运动的时间为 t1=T或t2=2T
对应的速度 (2分)
(2分)
(说明:若仅给出,没有说明n=1或2,得1分)