Question

如图所示，有一质子经电压U0加速后，进入两块间距为d电压为U的平行金属板间，若质子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿出电场，求：

（1）金属板的长L；

（2）质子穿出电场时的动能；

（3）若题中质子改为α粒子，则（1）（2）中的问题结果是否改变？

 

Answer 1

（1）（2）（3）（1）中的金属板的长度不变，（2）中α粒子穿出电场时的动能会有变化

【解析】

试题分析：（1） 质子在左边的加速电场中有： （2分）

质子在右边的偏转电场中作类平抛运动 （2分）

解得： （1分）

（2）对质子整个过程应用动能定理得： （2分）

所以质子射出电场时的动能为： （1分）

（3）质子改为α粒子，由 可知（1）中的金属板的长度不变。 （2分）

但（2）中α粒子穿出电场时的动能会有变化，因为α粒子的电荷量为2e，所以其动能是质子射出电场时动能的2倍。

考点：考查了带电粒子在电场中的运动，动能定理