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如图所示,匀强电场分布在正方形ABCD区域内,M、N分别为AB边和BC边的中点....

如图所示,匀强电场分布在正方形ABCD区域内,M、N分别为AB边和BC边的中点.一个具有初动能E的带电粒子射入电场(沿纸面运动).如果带电粒子从M点垂直于电场方向进入电场后,恰好从D点离开电场.
(1)带电粒子从D点离开电场时的动能是多大?
(2)如果带电粒子从N点垂直于BC边方向射入电场,它离开电场时的动能又是多大?

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(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,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. 【解析】 (1)设带电粒子的质量为m、电量为q、初速为v,则 ; 设正方形边长为L,匀强电场的电场强度为E. 带电粒子从M点垂直于电场方向进入电场后做类平抛运动.从D点离开电场,说明粒子带正电,沿电场方向的位移为. 则有:     ①  得到:qEL=mv2=2E0 ② 带电粒子从M点射入,从D点射出,电场力做功 ,粒子从D点离开电场时的动能为E1,据动能定理有 W=E1-E,故 E1=W+E=2E (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,离开电场时的动能为E2,据动能定理有  qEL=E2-E, 解得 E2=E+qEL=3E. 答: (1)带电粒子从D点离开电场时的动能是2E. (2)如果带电粒子从N点垂直于BC边方向射入电场,它离开电场时的动能是3E.
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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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