Question

反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似．如图所示，在虚线MN两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A点由静止开始，在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动．已知电场强度的大小分别是E₁=2.0×10³N/C和E₂=4.0×10³N/C，方向如图所示，带电微粒质量m=1.0×10^-20kg，带电量q=1.0×10^-9C，A点距虚线MN的距离d₁=1.0cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应．求：
（1）B点距虚线MN的距离d₂；
（2）带电微粒从A点运动到B点所经历的时间t．

Answer

对带电粒子运用动能定理研究A到B得过程，注意其中电场力做功的表达．
抓住粒子在同一电场中做的是匀变速直线运动，运用运动学公式求出时间．
【解析】
（1）带电微粒由A运动到B的过程中，由动能定理有：
|q|E1d1-|q|E2d2=0-0=0                   ①
由①式解得           d2==0.50cm                  ②
（2）设微粒在虚线MN两侧的加速度大小分别为a1、a2，由牛顿第二定律有：
|q|E1=ma1                          ③
|q|E2=ma2 ④
设微粒在虚线MN两侧运动的时间分别为t1、t2，由运动学公式有：
d1=                         ⑤
d2=                       ⑥
又  t=t1+t2                 ⑦
由②③④⑤⑥⑦式解得：
t=1.5×10-8s
答：（1）B点距虚线MN的距离是d2=0.50cm；
（2）带电微粒从A点运动到B点所经历的时间是1.5×10-8s．