如图所示,一个带电量为q,质量为m的原子核由静止开始经电压为U1的电场加速后进入一个平行板电容器,进入时速度和电容器中的场强方向垂直.已知:电容器的极板长为L,极板间距

◎ 题目

如图所示,一个带电量为q,质量为m的原子核由静止开始经电压为U1的电场加速后进入一个平行板电容器,进入时速度和电容器中的场强方向垂直.已知:电容器的极板长为L,极板间距为d,两极板的电压为U2,重力不计,求:
(1)经过偏转电场后的速度;
(2)离开电容器电场时的偏移量.
魔方格

◎ 答案

(1)粒子经加速电场U1加速过程,
由动能定理得:qU1=
1
2
m
v20

解得:v0=

2qU1
m

(2)粒子进入偏转电场后做类平抛运动,竖直方向的分速度为,
vy=at=
qU2
md
L
v0

则粒子最终的末速度为,
v=

v20
+
v2y

解得:v=

2qU1
m
+
U22
qL2
2d2mU1

粒子在竖直方向的位移为,
y=
1
2
at2
=
U2L2
4dU1

答:(1)经过偏转电场后的速度v0=
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