如图所示,匀强电场E分布在正方形区域ABCD内,场强方向与AB边平行且由B指向A,M、N分别是AB边、BC边的中点.一个

如图所示,匀强电场E分布在正方形区域ABCD内,场强方向与AB边平行且由B指向A,M、N分别是AB边、BC边的中点.一个初动能为E0的带电粒子从M点垂直于AB边射入电场后,恰能从D点离开电场.若粒子只受电场力作用,试问:
(1)该粒子从D点离开电场时的动能为多大?
(2)若该粒子以相同大小的动能E0从N点垂直于BC边射入电场,那么它离开电场时的动能又为多大?
weigo11 1年前 已收到1个回答 举报

LZY19457 幼苗

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解题思路:(1)粒子做类似平抛运动,设正方形边长为L,水平位移为L,竖直位移为
L
2],根据分运动的位移关系和速度关系列式及动能定理求解;
(2)带电粒子从N点垂直于BC边方向射入电场,做匀加速直线运动.根据动能定理列式,求解动能.

(1)设场强大小为E,正方形边长为L;又设粒子质量为m、电荷量为q,初速度为v0,加速度大小为a,从M点经过时间t类平抛运动到D点,末动能为E1;并取垂直电场方向为x方向,平行电场方向为y方向
则:(x方向位移)L=v0t…①
(y方向位移)[1/2L=
1
2•at2…②
由①②得:粒子到达D点时y方向速度分量 vy=at=v0
粒子从D点离开电场时的动能为:E1=
1
2m(
v20+
v2y)=
1
2m(
v20+
v20)=2E0
(2)设粒子从N点垂直射入电场到离开电场时的末动能为E2
粒子从M点到D点(动能定理)有:Eq•
1
2L=2E0−E0…③
粒子从N点垂直射入电场(动能定理)有:EqL=E2-E0…④
由③④得:E2=3E0
答:(1)该粒子从D点离开电场时的动能为2E0
(2)它离开电场时的动能又为3E0

点评:
本题考点: 匀强电场中电势差和电场强度的关系;动能定理.

考点点评: 本题考查了带电粒子在电场中的类似平抛运动和类似竖直上抛运动,关键运用分位移公式和分速度公式列式求解.

1年前

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