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=
mv021 2
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=
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
代入数据得L=deUL2 mdv02 2U0 U
(3)根据动能定理得
e(U0+
)=U 2
m1 2 v 2
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