Question

（1）粒子穿過界面PS時的速度大小與方向；
（2）點電荷Q的電性及電量大小。

Answer 1

(1)v＝2.5×10⁶ m/s，方向與水平方向成37°角斜向右下
(2)點電荷Q帶負電 1.04×10^－8C

（1）粒子在正方形區域abcd中做類平拋運動。在RO方向做勻速直線運動，；在ab方向做初速度為0的勻加速直線運動。
運動時間 ------------------------1分
------------------------2分
粒子射出dc邊界時
v_y＝at₁＝1.5×10⁶ m/s  ------------------------2分          
v_x＝v₀＝2×10⁶ m/s
粒子的運動速度為v＝=2.5×10⁶ m/s -----------------2分
粒子的速度偏向角的正切為tanq＝v_y/ v₀＝0.75，q＝37°  ------------------------2分
粒子飛出電場后在界面cd、PS間的無電場區域做勻速直線運動，所以粒子穿過界面PS時的速度大小為v＝2.5×10⁶ m/s，方向與水平方向成37°角斜向右下。 -----------1分
（2）粒子由界面ab運動到界面PS的過程中豎直方向上的位移
 ------------------------2分
由題意，粒子穿過界面PS時速度方向和庫侖力方向垂直，庫侖力提供向心力。
所以點電荷Q帶負電，------------------------1分
粒子做圓周運動的半徑為R＝y/cosq＝0.15 m  -----------------2分