Question

（18分）如圖所示，兩平行金屬板A、B板長(zhǎng)L=8cm，兩板間距離d=8cm，A板比B板電勢(shì)高300V，一帶正電的粒子電量C，質(zhì)量kg，沿兩板中線垂直電場(chǎng)線飛入電場(chǎng)，初速度 m/s，粒子飛出平行板電場(chǎng)后經(jīng)過(guò)界面MN、PS間的無(wú)電場(chǎng)區(qū)域后，進(jìn)入PS的右側(cè)，已知兩界面MN、PS相距為cm．在界面PS右側(cè)與A板在同一水平線上放置熒光屏bc．（粒子所受重力不計(jì)）
 
（1）求粒子飛出平行金屬板時(shí)速度的大小和方向；
（2）求出粒子經(jīng)過(guò)界面PS時(shí)離Ｐ點(diǎn)的距離h為多少；
（3）若PS右側(cè)與A板在同一水平線上距離界面PS為cm的O點(diǎn)固定一點(diǎn)電荷Ｃ，（圖中未畫出，設(shè)界面PS右邊點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布不受界面等影響，界面PS左邊不存在點(diǎn)電荷的電場(chǎng)），試求粒子穿過(guò)界面PS后打在熒光屏bc的位置離Ｏ點(diǎn)的距離為多少？（靜電力常數(shù)，  ）

Answer 1

(1) ,與水平夾角為 （2） （3）

試題分析: （1）粒子做電場(chǎng)中類平拋運(yùn)動(dòng)，有：      （1分）
        （1分）
         （1分）
解得：   （2分）
方向，即與水平夾角為  （1分）
（2）根據(jù)比例：           （2分）
可得：          （2分）
則粒子經(jīng)過(guò)C點(diǎn)離P點(diǎn)的距離        （2分）
（3）粒子剛好到達(dá)PS界面C點(diǎn)時(shí)，受到點(diǎn)電荷Q的庫(kù)侖力為：
           （2分）
粒子所需的向心力         （2分）
因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/20140825001407188423.png" style="vertical-align:middle;" />，則粒子剛好做圓周運(yùn)動(dòng)
粒子打在熒光屏bc的位置離O點(diǎn)的距離     （2分）