在平行板電容器之間有勻強(qiáng)電場,一帶電粒子以速度v垂直電場線射入電場,在穿越電場的過程中,粒子的動(dòng)能由Ek增加到2Ek,若這個(gè)帶電粒子以速度2v垂直進(jìn)入該電場,則粒子穿出電場時(shí)的動(dòng)能為多少?
分析:粒子在電場中做的是類平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)豎直方向的偏轉(zhuǎn)的位移的大小可以求得電場對(duì)粒子的做功的大小,進(jìn)而可以求得粒子動(dòng)能的增加.
解答:解:建立直角坐標(biāo)系,初速度方向?yàn)閤軸方向,垂直于速度方向?yàn)閥軸方向.
設(shè)粒子的質(zhì)量m,帶電量為q,初速度v;勻強(qiáng)電場為E,在y方向的位移為y.
速度為2v時(shí)通過勻強(qiáng)電場的偏移量為y′,平行板板長為L.
由于帶電粒子垂直于勻強(qiáng)電場射入,粒子做類似平拋運(yùn)動(dòng).
x方向上:L=vt
y方向上:y=
1
2
at2=
1
2
qE
m
L
v
2 
兩次入射帶電粒子的偏移量之比為
y
y′
=
1
2
qE
m
(
L
v
)2
1
2
qE
m
(
L
2v
)2
=
4
1
,
粒子增加的動(dòng)能 Eqy=2EK-EK
速度為2v時(shí)增加的動(dòng)能為 Eqy′=2E′K-
1
2
m(2v)2=E′K-4EK
解方程組得:E′K=4.25EK
所以粒子穿出電場時(shí)的動(dòng)能為4.25EK
點(diǎn)評(píng):求粒子的動(dòng)能的增加,關(guān)鍵的是找到粒子的偏轉(zhuǎn)距離之間的關(guān)系,根據(jù)偏轉(zhuǎn)距離的關(guān)系可以確定對(duì)粒子動(dòng)能的變化.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在平行板電容器之間有勻強(qiáng)電場,一帶電粒子(重力不計(jì))以速度v0垂直電場線射入電場,經(jīng)過時(shí)間t1穿越電場,粒子的動(dòng)能由EK增加到2EK;若這個(gè)帶電粒子以速度2v0垂直進(jìn)入該電場,經(jīng)過時(shí)間t2穿越電場.求:
(1)帶電粒子兩次穿越電場的時(shí)間之比t1:t2;
(2)帶電粒子第二次穿出電場時(shí)的動(dòng)能.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在平行板電容器之間有勻強(qiáng)電場,一帶電粒子(重力不計(jì))以速度v0垂直電場線射人電場,經(jīng)過時(shí)間tl 穿越電場,側(cè)移量為y1,粒子的動(dòng)能由Ek 增加到2Ek;若這個(gè)帶電粒子以速度2v0 垂直進(jìn)人該電場,經(jīng)過時(shí)間t2穿越電場,側(cè)移量為y2.求:
(1)帶電粒子兩次穿越電場的時(shí)間之比t1:t2
(2)帶電粒子兩次穿越電場的側(cè)移量之比y1:y2;
(3)帶電粒子第二次穿出電場時(shí)的動(dòng)能.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(10分)在平行板電容器之間有勻強(qiáng)電場,一帶電粒子以速度v垂直電場線射入電場,在穿越電場的過程中,粒子的動(dòng)能由Ek增加到2Ek,若這個(gè)帶電粒子以速度2v垂直進(jìn)入該電場,則粒子穿出電場時(shí)的動(dòng)能為多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

在平行板電容器之間有勻強(qiáng)電場,一帶電粒子以速度v垂直電場線射入電場,在穿越電場的過程中,粒子的動(dòng)能由Ek增加到2Ek,若這個(gè)帶電粒子以速度2v垂直進(jìn)入該電場,則粒子穿出電場時(shí)的動(dòng)能為多少?

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案