如图所示,某空间有一竖直向下的匀强电场,电场强度E=1.0×102V/m,

如图所示,某空间有一竖直向下的匀强电场,电场强度E=1.0×102V/m,一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中,在金属板的正上方高度h=0.80m的a有一粒子源,盒内粒子以v0=2.0×102m/s的初速度向水平面以下的各个方向均匀释放质量为m=2.0×10-15kg,电荷量为q=+10-12C的带电粒子,粒子最终落在金属板b上。若不计粒子重力,求:(结果保留两位有效数字)

(1)粒子源所在处a点的电势;

(2)带电粒子打在金属板上时的动能;

(3)从粒子源射出的粒子打在金属板上的范围(所形成的面积);若使带电粒子打在金属板上的范围减小,可以通过改变哪些物理量来实现?

答案

(1)80V (2)1.2×10-10J (3)4m2;减小h或增大E


解析:

(1)

(2)由动能定理

(3)粒子源打在金属板上的范围是圆,设半径为,则

解得

面积为

若使带电粒子打在金属板上的范围减小,可以减小或增大

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