Question

反射式速調(diào)管是常用的微波器件之一，它利用電子團(tuán)在電場(chǎng)中的振蕩來(lái)產(chǎn)生微波，其振蕩原理與下述過程類似，如圖所示，在虛線MN兩側(cè)分別存在著方向相反的兩個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，一帶電微粒從A點(diǎn)由靜止開始，在電場(chǎng)力作用下沿直線在A、B兩點(diǎn)間往返運(yùn)動(dòng)已知電場(chǎng)強(qiáng)度的大小分別是E₁=2.0×10³N/C和E₂=4.0×10³N/C，方向如圖所示，帶電微粒質(zhì)量m=1.0×10^-20kg，帶電量q=-1.0×10^-9C，A點(diǎn)距虛線MN的距離d₁=1.0cm，不計(jì)帶電微粒的重力，忽略相對(duì)論效應(yīng)，求：

（1）B點(diǎn)到虛線MN的距離d₂；

（2）帶電微粒從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t

Answer 1

（1）0.50 cm（2）1.5×10^-8 s

解析：（1）帶電微粒由A運(yùn)動(dòng)B的過程中，由動(dòng)能定理有|q|E₁d₁－|q|E₂d₂ = 0

解得　d₂ =  = 0.50 cm

（2）設(shè)微粒在虛線MN兩側(cè)的加速度大小分別為a₁、a₂，由牛頓第二定律有|q|E₁ = ma₁，|q|E₂ = ma₂

設(shè)微粒在虛線MN兩側(cè)的時(shí)間大小分別為t₁、t₂，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有d₁ = ，d₂ =

又t = t₁+t₂ ，解得　t = 1.5×10^-8 s