Question

【题目】如图所示，板长L＝cm的平行板电容器，板间距为d＝4cm，板与水平面夹角α＝37°，两板所加电压为U＝100 V．有一带负电液滴，带电量为q=4×10-10C，以v0＝1 m/s的水平速度自AB板边缘A处水平进入电场，在电场中仍沿水平方向运动并恰好从CD板边缘D处水平飞出( g = 10 m/s2，sin37°＝0.6， cos37°=0.8 )，求：

（1）A、B间匀强电场的场强多大；

（2）液滴的质量；

（3）液滴飞出时的速度大小；

（4）如果该带电粒子从CD板边缘D处水平向左飞入，要使粒子能够沿水平虚线方向运动且从AB板边缘水平飞出，则在CD板边缘给粒子至少多大的水平初速度．

Answer 1

【答案】（1）2.5×103V/m；（2）8.0×10-8kg；（3）m/s；（4）1m/s；

【解析】（1）由，代入数据得：

（2）因粒子初速度水平，所受合力只有沿水平方向才能沿水平做直线运动，所以受电场力方向只有垂直两板向上才能保证与重力的合力沿水平向右，如图所示

由力的合成示意图知：，又

解得：

（3）带电粒子从进到出电场过程由动能定理：

解得：

（4）受力分析知粒子从左端射入后做匀减速直线运动，设如果以初速从CD板边缘水平射入，到AB板边缘时速度恰好为0.

由动能定理得：

解得：

所以在CD板边缘给粒子至少1m/s的水平初速度