Question

（14分）如图所示，某空间有一竖直向下的匀强电场，电场强度E=1．0×10²V/m，一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中，在金属板的正上方高度h=0．80m的a处有一粒子源，盒内粒子以v₀=2．0×10²m/s的初速度向水平面以下的各个方向均匀放出质量为m=2．0×10^-15kg，电荷量为q=+10^-12C的带电粒子，粒子最终落在金属板b上．若不计粒子重力，求：（结果保留两位有效数字）

   （1）粒子源所在处a点的电势；

   （2）带电粒子打在金属板上时的动能；

   （3）粒子源射出的粒子打在金属板上的范围（所形成的面积）；若使带电粒子打在金属板上的范围减小，可以通过改变哪些物理量来实现?

 

Answer 1

【答案】

（1）80V

（2）

（3）通过减小h或增大E来实现

【解析】（1）匀强电场竖直向下，b板接地

       得：          3分

       （2）对粒子由动能定理得：         2分

       解得：                       2分

       （3） 粒子源射出的粒子打在金属板上的范围以粒子水平抛出为落点边界，由平抛运动知识可得：        ①     1分

           ②     1分

            ③

            ④      1分

       联立以上各式得：  1分

       可以通过减小h或增大E来实现     2分