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在空间中取坐标系xoy,在第一象限内平行于y轴的虚线MN与y轴距离为d,从y轴到...

在空间中取坐标系xoy,在第一象限内平行于y轴的虚线MN与y轴距离为d,从y轴到MN之间的区域充满一个沿y轴正方向的匀强电场,场强大小为E,如图所示.初速度可以忽略的电子经过另一个电势差为U的电场加速后,从y轴上的A点以平行x轴的方向射入第一象限区域,A点坐标为(0,h).已知manfen5.com 满分网,不计电子的重力影响,求电子经过x轴时的位置.

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由动能定理求出电子经过加速电场时的速度,电子在匀强电场中做类平抛运动,由类平抛运动的运动规律可以求出电子离开偏转电场时的速度,并判断电子是否在电场中穿过x轴;电子离开电场后做匀速直线运动,然后求出电子经过x轴时的位置. 【解析】 设电子的电量为e、质量为m, 电子经过电势差为U的电场加速后获得速度v, 由动能定理得:-0, 电子在电场中做类平抛运动,设电子在匀强电场中运动的时间为t、加速度为a, 离开电场时在电场方向上的偏移量为y、获得的速度为vy, 水平方向:d=vt, 由牛顿第二定律得:eE=ma, 在竖直方向:,竖直分速度:vy=at, 解得,因为,所以y<h,说明电子离开电场后才经过x轴. 设电子离开电场后经过时间t'到达x轴,在x轴方向上的位移为x', ,, 电子经过轴时与原点O的距离L=d+x′, 由以上各式解得:; 答:电子经过x轴时的位置为x=+;
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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