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问题: 电场问题


10,如图带等量异种电荷的平行金属板,其间距为d,两板间的电势差为U,极板与水平方向成37°角放置,有一质量为M的带电粒子从下极板上端附近释放,恰好沿水平方向从
上极板下端穿过电场,求1)粒子带何种电荷?电量多少?2)粒子加速度多大?粒子射出电场时的速度多大?

解答:

电场强度E=U/d.其竖直分量E1=Esin37=0.6E;水平分量E2=Ecos37=0.8E.
有一质量为M的带电粒子从下极板上端附近释放,恰好沿水平方向从上极板下端穿过电场,说明qE1=Mg=0.6qE
q=Mg/E1=Mg/0.6E=Mgd/0.6U=5Mgd/3U. 带负电。[此第一问所求]
2),粒子加速度a=qE2/M=0.8qE/M=0.8Mg/0.6M =4g/3 [此第二问所求]
3),粒子射出电场时,电势能减小等于动能增加:W=qU=MVV/2 故
V=[2qU/M]^1/2 =10gd/3 [此第三问所求]