Question

2．設偏轉極板長為S=1.6cm，兩板間的距離為d=0.50cm，偏轉板的右端距屏L=3.2cm，若帶粒子的質量為1.6×10^-10kg，以20m/s的初速度垂直電場方向進入偏轉電場，兩偏轉板間的電壓是8.0×10³V，若帶電粒子打到屏上的點距原射入方向的距離是2.0cm，求這帶電粒子所帶電荷量（不計空氣阻力和重力）．

Answer 1

分析 不計帶電粒子受到的重力和空氣阻力，粒子偏轉電場中只受豎直方向的電場力，初速度與電場方向垂直，做類平拋運動，離開電場后粒子做勻速直線運動，采用運動的合成與分解的研究電荷量．

解答 解：帶電粒子進入電場后，做類平拋運動，加速度為  a=$\frac{qU}{md}$
偏轉距離為 y=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$
運動時間為 t=$\frac{s}{{v}_{0}}$
設粒子剛離開電場時偏轉角度為α，則tanα=$\frac{{v}_{y}}{{v}_{0}}$=$\frac{at}{{v}_{0}}$=$\frac{qUs}{md{v}_{0}^{2}}$
則帶電粒子打到屏上的點距原射入方向的距離為 Y=y+Ltanα
聯(lián)立可得 Y=$\frac{qU{s}^{2}}{2md{v}_{0}^{2}}$+$\frac{qUsL}{md{v}_{0}^{2}}$
聯(lián)立以上各式解得，q=1.25×10^-12C
答：這帶電粒子所帶電荷量是1.25×10^-12C．

點評 本題是理論聯(lián)系實際的問題，要善于建立物理模型，簡化成類平拋運動，用熟知的知識和方法來處理．