【題目】如圖所示為研究電子槍中電子在電場中運動的簡化模型示意圖。在xoy平面的第一象限,存在以x軸、y軸及雙曲線的一段(0≤xL,0≤y≤L)為邊界的勻強電場區(qū)域Ⅰ;在第二象限存在以x=-L、x=-2L、y=0、yL為邊界的勻強電場區(qū)域Ⅱ.兩個電場大小均為E,不計電子所受重力,電子的電荷量為e,則:

(1)從電場I的邊界B點處靜止釋放電子,電子離開MNPQ時的位置坐標;

(2)從電場IAB曲線邊界處由靜止釋放電子,電子離開MNPQ時的最小動能;

(3)若將左側電場II整體水平向左移動n≥1),要使電子從x=-2L,y=0處離開電場區(qū)域II,在電場I區(qū)域內(nèi)由靜止釋放電子的所有位置。

【答案】(1) 坐標為(-2L,0) (2) (3)

【解析】

(1)關于B點,其縱坐標y=L,根據(jù)相應橫坐標

當電子加速到yC位置時,由動能定理得:

解得:

電子以速度v進入電場區(qū)域II,做類平拋運動

Lvt;

解得:h=L即電子恰從P點射出,坐標為(-2L,0)

(2)設釋放位置坐標為(x, y

根據(jù)動能定理得:eEx=mv2

進入電場區(qū)域II L=vt

h=

解得h=即所有邊界AB曲線上由靜止釋放的電子均從P點射出。

從邊界AB出發(fā)到P點射出的全過程,由動能定理:

因為,所以當時,動能有最小值

(3)設釋放位置坐標為,

由動能定理得:

進入電場區(qū)域II后,x方向:

y方向:

解得:

練習冊系列答案
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①圖中的直線不過原點的原因是______________。

②圖中的力F理論上指______,而實驗中卻用______表示。(選填字母符號)

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③此圖中直線發(fā)生彎曲的原因是____________________________________

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B. t1<t2

C. t1>t2

D. 都有可能

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