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两平行金属板A、B水平放置,一个质量为m=5×10-6kg的带电微粒,以v0=2 m/s的水平速度从两板正中位置射入电场,如图2-4-6所示,A、B两板间距离d=4 cm,板长L=10 cm.

2-4-6

(1)当A、B间的电压UAB=1 000 V时,微粒恰好不偏转,沿图中直线射出电场,求该粒子的电荷量和电性;

(2)令B板接地,欲使该微粒射出偏转电场,求A板所加电势的范围.

解:(1)当UAB=1 000 V时,重力跟电场力相等,微粒才沿初速度v0方向做匀速直线运动,故q=mg,q==2×10-9 C;重力方向竖直向下,电场力方向竖直向上,而场强方向竖直向下(UAB>0),所以,微粒带负电.

(2)令该微粒从A板边缘M点飞出,设此时φA1,因为φB=0,所以UAB1,电场力和重力都沿竖直方向,微粒在水平方向做匀速直线运动,速度vx=v0;在竖直方向a=-g,侧移y=d,所以d=at2.代入a和t=得φ1==2 600 V.

当qE<mg时,带电微粒向下偏转,竖直方向a′=g-,同理可得φ2=600 V.

故欲使微粒射出偏转电场,A板所加电势的范围为600 V<φA<2 600 V.

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m/s的速度由右边小孔水平滑入“U”形框架中,设绝缘棒的电荷量对“U”形框架内的电场没有影响.问:
(1)橡胶棒刚好全部进入“U”形框架内的加速度
(2)橡胶棒刚好全部进入“U”形框架内的速度.
(3)橡胶棒与“U”形框架相互作用过程中增加的最大电势能.

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(1)橡胶棒是否能够全部进入“U”形框架内?

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(1)橡胶棒刚好全部进入“U”形框架内的加速度
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