(15分)如圖所示為研究電子槍中電子在電場中運動的簡化模型示意圖.在Oxy平面的ABCD區(qū)域內(nèi),存在兩個場強大小均為E的勻強電場Ⅰ和Ⅱ,兩電場的邊界均是邊長為L的正方形(不計電子所受重力)。

(1)在該區(qū)域AB邊的中點處由靜止釋放電子,求電子離開ABCD區(qū)域的位置.
(2)在電場Ⅰ區(qū)域內(nèi)適當位置由靜止釋放電子,電子恰能從ABCD區(qū)域左下角D處離開,求所有釋放點的位置.
(3)若將左側(cè)電場Ⅱ整體水平向右移動L/n(n≥1),仍使電子從ABCD區(qū)域左下角D處離開(D不隨電場移動),求在電場Ⅰ區(qū)域內(nèi)由靜止釋放電子的所有位置。
(1)電子離開ABCD區(qū)域的位置坐標為(-2L,)(2)即在電場I區(qū)域內(nèi)滿足xy=的函數(shù)的點即為所求位置。(3)即在電場I區(qū)域內(nèi)滿足該函數(shù)的點即為所求位置

試題分析:(1)設(shè)電子的質(zhì)量為m,電量為e,電子在電場I中做勻加速直線運動,出區(qū)域I時的速度為v0,此后在電場II中做類平拋運動,假設(shè)電子從CD邊射出,出射點縱坐標為y,有
 
 
解得y= 
所以原假設(shè)成立,即電子離開ABCD區(qū)域的位置坐標為(-2L,
(2)設(shè)釋放點在電場區(qū)域I中,其坐標為(x,y),在電場I中電子被加速到v1,然后進入電場II做類平拋運動,并從D點離開,有
 
 
解得xy=       即在電場I區(qū)域內(nèi)滿足該函數(shù)的點即為所求位置。
(3)設(shè)電子從(x,y)點釋放,在電場I中加速到v2,進入電場II后做類平拋運動,在高度為y′處離開電場II時的情景與(2)中類似,然后電子做勻速直線運動,經(jīng)過D點,則有



 
解得
即在電場I區(qū)域內(nèi)滿足該函數(shù)的點即為所求位置
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(1)C、O間的電勢差UCO
(2)小球p在O點時的加速度;
(3)小球p經(jīng)過與點電荷B等高的D點時的速度大。

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(1)小滑塊第1次經(jīng)過圓弧最低點E時對圓弧軌道的壓力;
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(1)物塊與傳送帶Ⅰ間的動摩擦因數(shù)μ1;
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(1)兩球在光滑平面上運動時的速度;
(2)在此過程中桿對A球所做的功;
(3)試用文字表述桿對A做功所處的時間段。

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