Question

如圖甲所示，在y＝0和y＝2 m之間有沿著x軸方向的勻強電場，MN為電場區(qū)域的上邊界，在x軸方向范圍足夠大．電場強度隨時間的變化如圖乙所示，取x軸正方向為電場正方向．現(xiàn)有一個帶負電的粒子，粒子的比荷為＝1.0×10－2 C/kg，在t＝0時刻以速度v0＝5×102 m/s從O點沿y軸正方向進入電場區(qū)域，不計粒子重力．求：

(1)粒子通過電場區(qū)域的時間；

(2)粒子離開電場時的位置坐標；

(3)粒子通過電場區(qū)域后沿x方向的速度大小．

Answer 1

【答案】t＝＝4×10－3 s. (－2×10－5 m，2 m)，4×10－3 m/s.

【考點】帶電粒子在電場中的運動

【解析】(1)因粒子初速度方向垂直勻強電場，在電場中做類平拋運動，所以粒子通過電場區(qū)域的時間t＝＝4×10－3 s.                 （3分）

(2)粒子在x方向先加速后減速，加速時的加速度大小為a1＝＝4 m/s2         （2分）

減速時的加速度大小為a2＝＝2 m/s2                                         （2分）

x方向上的位移大小為 x＝a1()2＋a1()2－a2()2＝2×10－5 m         （2分）   

因此粒子離開電場時的位置坐標為(－2×10－5 m，2 m)                   （1分）

(3)離開電場時粒子在x方向的速度大小為

vx＝a1－a2＝4×10－3 m/s.