Question

【題目】如圖所示，足夠?qū)挻蟮乃�平實驗桌�?/span>Q的正中央的正上方距離桌面h=0.80m的P處有一個粒子源，該粒子源射出的帶電粒子初速度大小均為v0=2.0×102m/s、初速度方向為所在水平面的所有方向以及水平以下的所有方向，射出的帶電粒子質(zhì)量為m=2.0×10-15kg、電荷量為q=＋10-12C，現(xiàn)在整個空間加一個豎直向下的勻強電場，電場強度大小E=1.0×102V/m，結(jié)果粒子源射出的粒子最終都落在實驗桌面Q上。不計粒子重力，不計粒子之間的相互作用以及粒子對勻強電場的影響，打在桌面上的粒子均鑲嵌在桌面內(nèi)，不反彈也不穿過桌面。求(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)：

(1)粒子打在實驗桌上時的動能；

(2)實驗桌上被粒子擊中的區(qū)域的面積。

Answer 1

【答案】(1)1.2×10－10J(2)4.0m2

【解析】

(1)對從粒子源出來最終打在實驗桌上的粒子由動能定理可得

qEh=Ek－

解得粒子打在實驗桌上時的動能

Ek=1.2×10－10J

(2)實驗桌上被粒子擊中的區(qū)域應(yīng)該是以水平實驗桌面Q的正中央為圓心、以粒子水平拋出的落點到水平實驗桌面Q的正中央的距離為半徑的園所圍成的圓面，由類平拋規(guī)律可得

x=v0t①

h=at2②

a=③

S=πx2④

聯(lián)立以上各式得所形成的面積為

S==4.0m2