图3

答案　

解析　由动能定理得：qU＝mv2－mv02，解得v＝.

一、带电粒子的加速

如图所示，平行板电容器两板间的距离为d，电势差为U.一质量为m、带电荷量为q的α粒子，在电场力的作用下由静止开始从正极板A向负极板B运动．

(1)比较α粒子所受电场力和重力的大小，说明重力能否忽略不计(α粒子质量是质子质量的4倍，即m＝4×1.67×10－27kg，电荷量是质子的2倍)．

(2)α粒子的加速度是多大(结果用字母表示)？在电场中做何种运动？

(3)计算粒子到达负极板时的速度大小．(结果用字母表示，尝试用不同的方法求解)

答案　(1)α粒子所受电场力大、重力小；因重力远小于电场力，故可以忽略重力．

(2)α粒子的加速度为a＝.在电场中做初速度为0的匀加速直线运动．

(3)方法1　利用动能定理求解．

由动能定理可知qU＝mv2

v＝.

方法2　利用牛顿运动定律结合运动学公式求解．

设粒子到达负极板时所用时间为t，则

d＝at2

v＝at

a＝

联立解得v＝.