问题
问答题
如图所示，在真空中水平放置一对金属板．在两板间加以电压U=800V，板间距离为d=2cm，板长L=10cm．一电荷量为q=1×10-9C质量为m=5×10-6kg的带电粒子从极板中央以水平速度v0=2m/s射入电场．试分析带电粒子在电场中的运动情况．（不计粒子的重力）
（1）粒子在电场中运动的时间t为多少？
（2）粒子在电场时的加速度a为多少？
（3）穿出电场时在竖起方向上的位移y为多少？
（4）穿出电场是的速度V为多少？
答案
（1）匀强电场的电场强度为：
E=
①U d
带电粒子在匀强电场中的加速度为：
a=
②Eq m
假设粒子能穿出电场，则运动时间为：
t=
=L V0
s=5×10-2s③10×10-2 2
此时间内粒子沿电场方向的加速的位移为：
s=
at2④1 2
由①②③④得，s=10-2m=d 2
故粒子恰好穿出磁场，原假设正确
（2）由①②式得，a=
=Uq dm
m/s2=8m/s2800×1×10-9 2×10-2×5×10-6
（3）由（1）解析可知粒子恰好穿出电场，故粒子沿竖直方向的位移为1×10-2m
（4）粒子沿竖直方向的分速度：v1=at=8×5×10-2m/s=0.4m/s
故穿出电场后的速度大小为v=
=
+vv 21 20
m/s=2.04m/s22+(0.4)2
答：（1）粒子在电场中运动的时间为5×10-2s
（2）粒子在电场时的加速度为8m/s2
（3）粒子出电场沿竖直方向的位移为1×10-2m
（4）穿出电场的速度为2.04m/s