Question

【題目】（14分）如圖所示，虛線PQ、MN間存在水平勻強電場，一帶電粒子質(zhì)量為m=2.0×10–11 kg、電荷量為q=+1.0×10–5 C，從a點由靜止開始經(jīng)電壓為U=100 V的電場加速后，垂直進入勻強電場中，從虛線MN上的某點b（圖中未畫出）離開勻強電場時速度與電場方向成30°角。已知PQ、MN間的距距為20 cm，帶電粒子的重力忽略不計。求：

（1）帶電粒子剛進入勻強電場時的速率v1；

（2）勻強電場的場強大�。�

（3）ab兩點間的電勢差。

Answer 1

【答案】（1）104 m/s （2）1.732×103 N/C （3）400 V

【解析】（1）粒子在加速電場運動的過程中，由動能定理得：（2分）

代入數(shù)據(jù)解得：（2分）

（2）粒子進入勻強電場中做類平拋運動，沿初速度方向做勻速運動，則有：d=v1t（1分）

粒子沿電場方向做勻加速運動，則有：v=at（1分）

由題意得：（1分）

由牛頓第二定律得：qE=ma（1分）

聯(lián)立以上相關(guān)各式并代入數(shù)據(jù)得：E=×103 N/C=1.732×103 N/C（1分）

（3）在勻強電場中水平方向上，對粒子，由動能定理得

（2分）

聯(lián)立以上相關(guān)各式并代入數(shù)據(jù)得：Uab=400 V（3分）