问题标题:
一个质量为m、带电荷量为q的粒子从两平行金属板的正中间沿与匀强电场相垂直的方向射入,如图所示。不计重力,当粒子的入射速度为时,它恰好能穿过这电场而不会碰到金属板。现欲使
问题描述:
一个质量为m、带电荷量为q的粒子从两平行金属板的正中间沿与匀强电场相垂直的方向射入,如图所示。不计重力,当粒子的入射速度为时,它恰好能穿过这电场而不会碰到金属板。现欲使入射速度为的此带电粒子也恰好能穿过这电场而不碰到金属板,则在其他量不变的情况下,必须
A
使粒子的带电荷量减小为原来的
B
使两板间的电压减小为原来的
C
使两板间的距离增大为原来的2倍
D
使两板间的距离增大为原来的4倍
曹仁帅回答:
【分析】列出侧移距离与有关物理量的关系式,由比例关系确定答案。
n设带电粒子穿过电场的侧移为s,则:
n
n若变为,q减小为原来的,则s变为原来的2倍,带电粒子无法飞出电场;
变为,两板距离增大为原来的4倍,则s不变,带电粒子不是恰好飞出电场。
n若变为,U变为原来的,则s不变;
n若变为,B变为原来的2倍,则s变为原来的2倍,带电粒子恰从板边缘飞出。
n答案选BC。
【点评】带电粒子以垂直于电场线的方向进入匀强电场时所受电场力大小不变,且与速度方向垂直,粒子在电场中做匀变速曲线运动,与力学中的平抛运动规律类似。
n分析此类问题时要将水平方向与竖直方向的各个物理量联系起来,之后由控制变量的方法进行分析求解。
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