Question

【題目】如圖所示，虛線PQ、MN間存在水平勻強(qiáng)電場(chǎng)，一帶電粒子質(zhì)量為m=2．0×10﹣11kg、電荷量為q=+1．0×10﹣5C，從a點(diǎn)由靜止開始經(jīng)電壓為U=100V的電場(chǎng)加速后，垂直于勻強(qiáng)電場(chǎng)進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，從虛線MN的某點(diǎn)b（圖中未畫出）離開勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)速度與電場(chǎng)方向成30°角．已知PQ、MN間距為20cm，帶電粒子的重力忽略不計(jì)．求：

（1）帶電粒子剛進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)的速率v1

（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小

（3）ab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差．

Answer 1

【答案】 300v

【解析】

試題（1）粒子在加速電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，由動(dòng)能定理得：

代入數(shù)據(jù)解得：

（2）粒子進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，沿初速度方向做勻速運(yùn)動(dòng)，則有：，

粒子沿電場(chǎng)方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，則有：，由題意得：

由牛頓第二定律得：，聯(lián)立以上相關(guān)各式并代入數(shù)據(jù)得：

（3）對(duì)整個(gè)過(guò)程，由動(dòng)能定理得：

聯(lián)立以上相關(guān)各式并代入數(shù)據(jù)得：