问题 问答题

如图所示,有一质子(电荷量为e、质量为m)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)质子射出加速电场的速度

(2)金属板的长L

(3)质子穿出电场时的速度.

答案

(1)根据动能定理得  

         eU0=

1
2
mv02

       得到质子射出加速电场的速度v0=

2eu0
m

     (2)粒子在竖直方向:y=

1
2
d=
1
2
at2
,a=
eU
md

              在水平方向:x=L=v0t

      联立上式得到

1
2
d=
1
2
eUL2
mdv02
代入数据得L=d
2U0
U

     (3)根据动能定理得

      e(U0+

U
2
)=
1
2
m
v

      解得v=

e(2U0+U)
m

答:(1)质子射出加速电场的速度为v0=

2eu0
m

    (2)金属板的长L=d

2U0
U

    (3)质子穿出电场时的速度v=

e(2U0+U)
m

单项选择题
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