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如图所示,一带电粒子以速度v沿上板边缘垂直于电场线射入匀强电场,它刚好贴着下板边...

manfen5.com 满分网如图所示,一带电粒子以速度v沿上板边缘垂直于电场线射入匀强电场,它刚好贴着下板边缘飞出.已知匀强电场两极板长为l,间距为d,求:
(1)如果带电粒子的速度变为2v,则离开电场时,沿场强方向偏转的距离y为多少?
(2)如果带电粒子的速度变为2v,板长l不变,当它的竖直位移仍为d时,它的水平位移x为多少?(粒子的重力忽略不计)
(1)带电粒子垂直于电场线射入匀强电场,做类平抛运动,运用运动的分解法分析:带电粒子在水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,根据牛顿第二定律和运动学公式得出加速度a与板间距离d、初速度vt 板长的关系式,再得到带电粒子的速度变为2v,沿场强方向偏转的距离y与板间距离d、初速度vt 板长的关系式.求出y. (2)当带电粒子的速度变为2v,板长l不变,当它的竖直位移仍为d时,用同样的方法得到水平位移x与板间距离d、初速度vt 板长的关系式,运用比例法求出x. 【解析】 因为带电粒子在电场中做类平抛运动,受到的电场力与速度无关,所以a是一定的,则有   l=v0t   d=2  得到a= (1)由题,l=2vt′ y==•= (2)如图所示:将速度反向延长交上板的中点,由三角形相似得 =,得到x′=1.5l 所以水平位移x=l+x′=2.5l 答: (1)如果带电粒子的速度变为2v,离开电场时,沿场强方向偏转的距离y=. (2)如果带电粒子的速度变为2v,板长l不变,当它的竖直位移仍为d时,它的水平位移x为2.5l.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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