分析 (1)帶電粒子在電場中做類平拋運動,沿初速度方向做勻速直線運動,粒子離開電場后做勻速直線運動,在整個運動過程中在初速度方向的分速度保持不變,根據(jù)離屏的距離和初速度的大小求出粒子運動的時間;
(2)求出粒子在電場中做類平拋運動的加速度,根據(jù)速度時間關(guān)系求解豎直方向速度,再進行合成求解合速度;
(3)根據(jù)類平拋運動的特點知,出射時速度方向反向延長線過水平位移的中點,根據(jù)三角形相似求解y.
解答 解:(1)根據(jù)題意,粒子在垂直于電場線的方向上做勻速直線運動,所以粒子從射入到打到屏上所用的時間為:
t=2Lv0;
(2)粒子在電場中做類平拋運動,垂直電場方向做勻速直線運動,沿電場方向做初速度為0的勻加速直線運動,
所以粒子在電場力作用下產(chǎn)生的加速度為:a=qEm,
粒子在電場中運動的時間為:t=Lv0,
出電場時豎直方向的速度為:vy=at=qELmv0,
粒子剛射出電場時的速度大小為v=√v20+v2y=√v20+q2E2L2m2v20
(3)粒子射出電場時在電場方向產(chǎn)生的位移為:12at2=qEL22mv20,
根據(jù)粒子出射時速度方向反向延長線過水平位移的中點可得:
y′y=L2L2+L
粒子打到屏上P到O點的距離為y=3qEL22mv02.
答:(1)粒子從射入電場到打到屏上所用的時間為2Lv0;
(2)粒子剛射出電場時的速度大小為√v20+q2E2L2m2v20;
(3)粒子打到屏上的位置到O點的距離為3qEL22mv02.
點評 本題中帶電粒子先做類平拋運動后做勻速直線運動,運用運動的分解的方法,電場方向和垂直電場方向分別求分運動的規(guī)律從而研究得出類平拋運動規(guī)律,根據(jù)幾何知識和動能定理求解相應(yīng)物理量.
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A. | 增大 | B. | 不變 | ||
C. | 減小 | D. | 可能增大也可能減小 |
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A. | 點電荷M、N可能是異種電荷 | |
B. | 點電荷P的電勢能一定是先增大后減小 | |
C. | 點電荷M、N所帶電荷量的絕對值之比為4:1 | |
D. | x=4a處的電場強度一定為零 |
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