Question

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

【答案】，，见解析

【考点】带电粒子在电场中的运动

【解析】（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     

     解得：                                    

（2）对质子整个过程应用动能定理得：      

所以质子射出电场时的动能为：            

(3)质子改为α粒子，由     

可知（1）中的金属板的长度不变。                          

  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。