如图1所示,真空中相距d=5cm的两块平行金属板A、B与电源连接(图中
如图1所示,真空中相距
d=5cm的两块平行金属板
A、
B与电源连接(图中未画出),其中
B板接地(电势为零),
A板电势变化的规律如图2所示.
将一个质量

kg,电量

C的带电粒子从紧临
B板处释放,不计重力,求:
(1)在
t=0时刻释放该带电粒子,释放瞬间粒子加速度的大小;
(2)若
A板电势变化周期

s,在
t=0时将带电粒子从紧临
B板处无初速释放,粒子到达
A板时动量的大小;
(3)
A板电势变化频率多大时,在

到

时间内从紧临
B板处无初速释放该粒子,粒子不能到达
A板.
解:(1)电场强度

带电粒子所受的电场力

带电粒子的加速度

(2)设带电粒子在0~

的时间内未与
A板相碰,则带电粒子在0~

的时间内通过的距离为

=5cm
即带电粒子在

时刻恰好到达
A板
所以粒子到达
A板时动量的大小由动量定理得

(3)在

到

时间内从紧临
B板处无初速释放该粒子,粒子将先做匀加速运动,直到
t=T时刻再做匀减速运动,经过相同的时间速度减为零,然后返回向
B板运动。粒子向
A板运动的最大位移为

要使粒子不能到达
A板就需要

根据

,得
A板电势变化频率应满足

.