Question

如圖所示,在兩條平行的虛線內(nèi)存在著寬度為L(zhǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),在與右側(cè)虛線相距也為L(zhǎng)處有一與電場(chǎng)平行的屏.現(xiàn)有一電荷量為+q、質(zhì)量為m的帶電粒子(重力不計(jì)),以垂直于電場(chǎng)線方向的初速度v₀射入電場(chǎng)中,v₀方向的延長(zhǎng)線與屏的交點(diǎn)為O.試求:

(1)粒子從射入到打到屏上所用的時(shí)間;

(2)粒子剛射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向與初速度方向間夾角的正切值tan α;

(3)粒子打到屏上的點(diǎn)到O點(diǎn)的距離Y.

Answer 1

解析:(1)根據(jù)題意,粒子在垂直于電場(chǎng)線的方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以粒子從射入到打到屏上所用的時(shí)間t=.

(2)設(shè)粒子射出電場(chǎng)時(shí)沿平行電場(chǎng)線方向的速度為v_y,根據(jù)牛頓第二定律,粒子在電場(chǎng)中的加速度為:a=,

所以v_y=a=,

故粒子剛射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向與初速度方向間夾角的正切值為tan α==.

(3)設(shè)粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)距離為y,則

y=a()²=,又Y=y+Ltan α,

解得:Y=.

答案:(1)　(2)　(3)

點(diǎn)評(píng) 粒子在右側(cè)豎直虛線與屏之間不受電場(chǎng)力作用,做勻速直線運(yùn)動(dòng).