- 试题详情及答案解析
- （12分）如下图所示，两平行金属板A、B长为L＝8 cm，两板间距离d＝8 cm，A板比B板电势高300 V，一带正电的粒子电荷量为q＝1.0×10－10 C，质量为m＝1.0×10－20 kg，沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场，初速度v0＝2.0×106 m/s，粒子飞出电场后经过界面MN、PS间的无电场区域，然后进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域(设界面PS右侧点电荷的电场分布不受界面的影响)．已知两界面MN、PS相距为12 cm，D是中心线RO与界面PS的交点，O点在中心线上，距离界面PS为9 cm，粒子穿过界面PS做匀速圆周运动，最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上．（静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，粒子的重力不计）求：
(1)粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离多远？到达PS界面时离D点多远？
(2) 垂直打在放置于中心线上的荧光屏的位置离D点多远？．
(3)确定点电荷Q的电性并求其电荷量的大小．- 答案：（1）
，Y＝12 cm （2）X=24cm - 试题分析：(1)粒子运动的轨迹如图，穿过界面MN时做类平抛运动：
，
，
整理得
，代入数据得：
粒子在离开电场后将做匀速直线运动，其轨迹与PS交于H，设H到中心线的距离为Y，则有
，解得:Y＝4y＝12 cm
(2)粒子到达H点时，其水平速度vx＝v0＝2.0×106 m/s
竖直速度vy＝at＝1.5×106 m/s
则v合＝2.5×106 m/s
该粒子在穿过界面PS后绕点电荷Q做匀速圆周运动，所以Q带负电
根据几何关系可知半径r＝15 cm，
x=24cm
(3)由：
解得Q≈1.04×10－8 C
考点：本题考查了类平抛运动、运动的分解、圆周运动.