Question

如圖所示，有一質子()經電壓U₀加速后，進入兩塊間距為d電壓為U的平行金屬板間，若質子從兩板正中間垂直電場方向射入，且正好能穿出電場，求

（1）金屬板的長L;       
（2）質子穿出電場時的動能E_K;
（3）若題中質子改為α粒子(, 帶正電)，則（1）（2）中的問題結果分別是多少？(本問可直接寫出結果)

Answer 1

（1）  （2）    (3)、

試題分析：（1） 質子在左邊的加速電場中有：
質子進入偏轉電場中, 有沿板方向 ：           
垂直板方向：       
而加速度：   
由以上各式解得極板長：
（2）質子在整個過程由動能定理得：
所以質子射出電場時的動能為：
(3)質子改為α粒子，（1）中的金屬板的長度不會有變化.
但（2）中α粒子穿出電場時的動能會有變化，因為α粒子的電荷量為2e，所以其動能是質子射出電場時動能的2倍即.
點評：關鍵是分析質子的受力情況和運動情況．在偏轉電場中質子做類平拋運動，采用運動的分解方法研究。