Question

如圖所示，一帶電粒子電荷量為q=+2×10^-10C,質(zhì)量為m=1.0×10^-12kg，從靜止開(kāi)始在電勢(shì)差為U₁的電場(chǎng)中加速后，從水平放置的電容器兩極板正中央沿水平方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，電容器的上極板帶正電，電荷量為Q=6.0×10^-9C，下極板接地，極板長(zhǎng)10cm，兩極板相距5cm，電容C=12pF（粒子重力不計(jì)）。求．：

（1）當(dāng)U₁=2000V時(shí)，粒子射出電容器的速率v和沿垂直于板面方向的偏移距離y；
（2）要使該粒子能從電容器中射出，加速電壓U₁的取值范圍

Answer 1

（1）1.25cm（2）

解析試題分析：粒子先經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)加速，由動(dòng)能定理可以解得其速度，粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，把其分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．
解法一：將粒子的運(yùn)動(dòng)分別沿v₀方向（x）和垂直于v₀方向（y）分解
x方向：
y方向：    
1000m/s²   
  
=1.25cm  
解法二：由動(dòng)能定理得
 

聯(lián)立得1000m/s²  
要使電荷從電容器中射出，則必須滿足條件
   即     
解得  
考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；動(dòng)能定理的應(yīng)用．
點(diǎn)評(píng)：把類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)分解成水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，結(jié)合牛頓第二定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律解題．