Question

如圖所示，質(zhì)量為的帶電粒子以的速度從水平放置的平行金屬板A、B中央飛入電場，已知板長，板間距，當(dāng)AB間加電壓時(shí)，帶電粒子恰好沿直線穿過電場（設(shè)此時(shí)A板電勢高），重力加速度取g=10m/s²
求：（1）粒子帶什么電？電荷量為多少？
（2）A、B間所加電壓為多少時(shí)，帶電粒子剛好能從上極板右端飛出？

Answer 1

（1）負(fù)電，10^-11C  （2）1800V

（1）、當(dāng)AB間加電壓U_AB=10³V時(shí)，帶電粒子恰好沿直線穿過電場，可知帶電粒子受到的重力和電場力是一對(duì)平衡力，電場力向上，由題意知電場的方向向下，所以帶電粒子帶負(fù)電．由平衡條件有：=mg…① 得：q==1×10^-11C…②
（2）、粒子飛越時(shí)間t==0.05s
當(dāng)帶電粒子剛好能從上極板右端飛出時(shí)，位移是，設(shè)加速度為a，則由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：=a t²
得：a==8m/s²
對(duì)帶電粒子進(jìn)行受力分析，受重力和電場力作用，設(shè)此時(shí)的電場力為F，由牛頓第二定律有：
F-mg=ma
得：F=ma+mg=9×10^-7N，
又有F=qE=q以上各式聯(lián)立的U=1800V．