问题
问答题
如图所示，有一质子经电压U0加速后，进入两块间距为d电压为U的平行金属板间，若质子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿出电场，求
（1）金属板的长L
（2）质子穿出电场时的动能（质子的电量为e）？
（3）若题中质子改为α粒子（电量为2e），则（1）（2）中的问题结果是否改变？
答案
（1）在加速过程根据动能定理得：
eU0=
mv021 2
解得到质子射出加速电场的速度v0=2eU0 m
粒子在竖直方向：y=
d=1 2
at2，a=1 2 eU md
在水平方向：x=L=v0t
联立上式得到
d=1 2 1 2 eUL2 mdv02
代入数据得L=d2U0 U
（2）从刚开始到射出电场的过程中运用动能定理得：
mv 2=e（U0+1 2
）U 2
（3）我们通过表达式发现，L与e无关，动能与e由关，若题中质子改为α粒子，电量为2e，动能发生改变，L不变．
答：（1）金属板的长L为d
；2U0 U
（2）质子穿出电场时的动能（质子的电量为e）为e（U0+
）；U 2
（3）若题中质子改为α粒子（电量为2e），则（1）（2）中的问题结果动能发生改变，L不变．