問題詳情:
如圖所示,某帶電的液滴,以某一初速度沿中線飛入水平放置的平行板電容器兩極板中間,不加偏轉電壓時,液滴剛好落到板中點,當加偏轉電壓U0時,液滴恰好能沿初速度方向勻速穿過電場區域,欲使液滴能飛出偏轉電場,求偏轉電壓U的取值範圍.
【回答】
解:設偏轉極板長度為L,間距為d,當不加偏轉電壓時,液滴剛好落到板中點,是平拋運動,根據平拋運動的分位移公式,有:
…①
…②
當加偏轉電壓U0時,液滴恰好能沿初速度方向勻速穿過電場區域,是勻速直線運動,根據平衡條件,有:
q=mg…③
欲使液滴能飛出偏轉電場,根據分位移公式,有:
L=v0t2…④
=…⑤
如果從上極板飛出,有:
…⑥
如果從下極板飛出,有:
mg﹣q=ma…⑦
聯立①②③④⑤⑥⑦解得:
a=
故:
答:偏轉電壓U的取值範圍為:.
知識點:帶電粒子在電場中的運動
題型:計算題