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如图所示,边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场.电量为q、动能为E的带电...

如图所示,边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场.电量为q、动能为E的带电粒子从a点沿ab方向进入电场,不计重力.
(1)若粒子从c点离开电场,求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能.
(2)若粒子离开电场时动能为EK′,求电场强度的大小?

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(1)将运动沿着水平和竖直方向正交分解,运用牛顿运动定律、运动学公式和动能定理列式求解; (2)粒子在ab方向上作匀速运动;粒子在ad方向上做初速度为0的匀加速运动;运用牛顿运动定律、运动学公式和动能定理列式求解. 【解析】 (1)粒子的初动能为,E=m 粒子在ab方向上作匀速运动,L=vt 粒子在ad方向上做初速度为0的匀加速运动,L=at2 根据牛顿第二定律,a= 所以E= 根据动能定理,有 qEL=Ekt-E 所以 Ekt=qEL+E=5E. 即电场强度的大小为,粒子离开电场时的动能为5E. (2)根据牛顿第二定律,有 qE=ma             ① 沿初速度方向做匀速运动,有 x=vt               ② 沿电场方向的分位移为 y=at2 ③ 根据动能定理,有 qEy=EK′-E                    ④ 当带电粒子从bc边飞出时,x=L,y<L,由①②③④式联立解得 E== 当带电粒子从cd边飞出时,y=L,x<L,由①②③④式联立解得 E= 即当带电粒子从bc边飞出时电场强度为E=;当带电粒子从cd边飞出时电场强度为.
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考点分析:
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求:
(1)在斜面上的加速度大小
(2)物体在水平面上加速度大小
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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