Question

如圖所示，有一質(zhì)子經(jīng)電壓U0加速后，進入兩塊間距為d電壓為U的平行金屬板間，若質(zhì)子從兩板正中間垂直電場方向射入，且正好能穿出電場，求：

（1）金屬板的長L；

（2）質(zhì)子穿出電場時的動能；

（3）若題中質(zhì)子改為α粒子，則（1）（2）中的問題結果是否改變？

 

Answer 1

（1）（2）（3）（1）中的金屬板的長度不變，（2）中α粒子穿出電場時的動能會有變化

【解析】

試題分析：（1） 質(zhì)子在左邊的加速電場中有： （2分）

質(zhì)子在右邊的偏轉(zhuǎn)電場中作類平拋運動 （2分）

解得： （1分）

（2）對質(zhì)子整個過程應用動能定理得： （2分）

所以質(zhì)子射出電場時的動能為： （1分）

（3）質(zhì)子改為α粒子，由 可知（1）中的金屬板的長度不變。 （2分）

但（2）中α粒子穿出電場時的動能會有變化，因為α粒子的電荷量為2e，所以其動能是質(zhì)子射出電場時動能的2倍。

考點：考查了帶電粒子在電場中的運動，動能定理