题目内容
【题目】如图所示,边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场.电荷量为q、动能为Ek的带电粒子从a点沿ab方向进入电场,不计重力.
(1)若粒子从c点离开电场,求电场强度E的大小;
(2)若粒子离开电场时动能为Ek′,求电场强度E的大小.
【答案】(1) (2) 或
【解析】
由题意可知考查带电粒子在匀强电场中的类平抛运动,根据牛顿第二定律、动能定理结合运动学公式计算可得。
(1) 粒子在匀强电场中做类平抛运动
在初速度方向上:
L=v0t
电场方向上:
L=at2
由牛顿第二定律可得
qE=ma
Ek=
解得E=
(2) ①若粒子由bc离开电场,则
水平方向做匀速运动
L=v0t;
竖直方向做匀加速运动
y=at2
由动能定理得
qEy=Ek′-Ek
解得:E=
②若粒子由cd边离电场,则
由动能定理得
qEL=Ek′-Ek
则E=
故或
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