如图所示,一个电子以4×106m/s的速度沿与电场垂从A点飞进匀强电场,并且从另一端B点沿与场强方向成150°角方向飞出

如图所示,一个电子以4×106m/s的速度沿与电场垂从A点飞进匀强电场,并且从另一端B点沿与场强方向成150°角方向飞出,电子从A到B运动的时间为1×10-3s.电子的质量为9.1×10-31kg,电子重力不计.则:
(1)A、B两点间的电势差为多少?
(2)匀强电场的电场强度大小?
fhzm 1年前 已收到1个回答 举报

土豆I鱼 幼苗

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解题思路:(1)电子垂直进入匀强电场中,做类平抛运动,根据电子经过B点时速度的分解,求出经过B点时的速度,根据动能定理求解A、B两点间的电势差.
(2)研究竖直方向上的分运动,由运动学公式和牛顿第二定律结合求解电场强度大小.

(1)电子做类平抛运动,将vB分解为水平速度v0和竖直速度vy
vA=vBcos60°…①
所以:vB=2vA=2×4×106=8×106m/s
设A、B两点间的电势差为UAB,根据动能定理:
-eUAB=[1/2]m
v2B-[1/2]m
v2A…②
所以:UAB=-
m(
v2B−
v2A)
2e=-
9.1×10−31×(82×1012−42×1012)
2×1.6×10 −19=-136.5V
(2)竖直分速度:vy=v0tan60°…③
由运动学公式有:vy=at…④
牛顿第二定律:eE=ma…⑤
联立③④⑤解得:E=
mv0tan60°
et=
9.1×10−31×4×10 6×
3
1.6×10−19×1×10 −3V/m=3.9×10-2V/m
答:(1)A、B两点间的电势差为-136.5V;
(2)匀强电场的电场强度大小为3.9×10-2V/m.

点评:
本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动;电场强度.

考点点评: 本题运用动能定理求电势差,也可以根据类平抛运动的特点,牛顿第二定律和运动学结合求解.

1年前

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