Question

如图所示，质量为的带电粒子以的速度从水平放置的平行金属板A、B中央飞入电场，已知板长，板间距，当AB间加电压时，带电粒子恰好沿直线穿过电场（设此时A板电势高），重力加速度取g=10m/s²
求：（1）粒子带什么电？电荷量为多少？
（2）A、B间所加电压为多少时，带电粒子刚好能从上极板右端飞出？

Answer 1

（1）负电，10^-11C  （2）1800V

（1）、当AB间加电压U_AB=10³V时，带电粒子恰好沿直线穿过电场，可知带电粒子受到的重力和电场力是一对平衡力，电场力向上，由题意知电场的方向向下，所以带电粒子带负电．由平衡条件有：=mg…① 得：q==1×10^-11C…②
（2）、粒子飞越时间t==0.05s
当带电粒子刚好能从上极板右端飞出时，位移是，设加速度为a，则由运动学公式有：=a t²
得：a==8m/s²
对带电粒子进行受力分析，受重力和电场力作用，设此时的电场力为F，由牛顿第二定律有：
F-mg=ma
得：F=ma+mg=9×10^-7N，
又有F=qE=q以上各式联立的U=1800V．