◎ 题目

如图所示，相距为d的两块金属板M、N与电源相连接，电键闭合后，M、N间有匀强电场，一重力不计的带电粒子垂直于电场方向从M边缘射入电场，恰好打在N板中央，求： （1）保持电键闭合状态，为使粒子刚好能飞出电场，N板向下移动多少？ （2）将电键打开，仍欲使粒子刚好飞出电场，N板向下移动多少？

◎ 答案

（1）由于一重力不计的带电粒子垂直于电场方向从M边缘射入电场，做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，且恰好打在N板中央，设极板间的电压为U、极板间的宽度为d、极板的长度为L，粒子的初速度为v0． 所以水平方向： L 2 =v0t ① 竖直方向：d= 1 2 at2= 1 2 qU dm t2  ② 由②解得：d2= qU 2m t2 ③ 为使粒子刚好能飞出电场，则水平方向：L=v0t2 ④ 由①④两式解得：t2=2t  ⑤ 此过程保持电键闭合状态，即上面公式中电压U不变，由③⑤两式可知当时间由t变为2t时，d变为2d，即极板宽度变为原来的两倍，N板向下移动d． （2）将电键打开，上下移动极板时极板的带电量不变，极板间的场强不变，所以②式变为：d= 1 2 at2= 1 2 qE m t2， 仍欲使粒子刚好飞出电场，运动时间由t变为2t，竖直方向的分位移变为4d，所以下极板要向下移动3d距离． 答：（1）保持电键闭合状态，为使粒子刚好能飞出电场，N板向下移动d； （2）将电键打开，仍欲使粒子刚好飞出电场，N板向下移动3d．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图所示，相距为d的两块金属板M、N与电源相连接，电键闭合后，M、N间有匀强电场，一重力不计的带电粒子垂直于电场方向从M边缘射入电场，恰好打在N板中央，求：（1）保持电键闭…”主要考查了你对  【带电粒子在电场中运动的综合应用】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。