如图1,质子在电势差为U0的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为U1的两块水平正对的金属极板AB的中央,入射方向跟极板平行。已知极板长L,间距d,质子质量m,电荷量+q,整个装置处在真空中,质子的重力可忽略不计。求:

(1)质子从加速电场射出时的速度v0;
(2)若质子恰好从A板边缘射出,则U1为多大;
(3)若在AB板间加上如图2所示的交变电压,大小仍为(2)中的U1(电压为正时B板带正电),要使质子能从极板中央水平射出电场,则电压的周期T应满足什么条件?在满足条件的周期取最大值时,大致画出质子的运动轨迹。
【答案】(1)质子从加速电场射出时的速度v0为;
(2)若质子恰好从A板边缘射出,则U1为;
(3)若在AB板间加上如图2所示的交变电压,大小仍为(2)中的U1(电压为正时B板带正电),要使质子能从极板中央水平射出电场,则电压的周期T应满足
在满足条件的周期取最大值时,画出质子的运动轨迹如上图所示。
2
q
U
0
m
(2)若质子恰好从A板边缘射出,则U1为
2
U
0
d
2
L
2
(3)若在AB板间加上如图2所示的交变电压,大小仍为(2)中的U1(电压为正时B板带正电),要使质子能从极板中央水平射出电场,则电压的周期T应满足
T
=
t
n
=
L
n
v
0
=
L
n
m
2
q
U
0
(
n
=
1
,
2
,
3
⋅⋅⋅
)
在满足条件的周期取最大值时,画出质子的运动轨迹如上图所示。
【解答】
【点评】
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