题目内容
【题目】如图所示,在相距为L的虚线A、B间,存在一个与竖直方向成φ角斜向上的匀强电场,在相距为2L的B、C间存在一个竖直向上的另一个匀强电场,其中,实线C为荧光屏,现有一个质量为m、电荷量为q带电粒子由a点静止释放,恰好沿水平方向经过b点到达荧光屏上的O点,重力加速度为g.则:
(1)粒子经过b点时的速率多大?
(2)若在B、C间再加上方向垂直纸面向外、大小为B的匀强磁场,粒子经过b点发生偏转到达荧光屏上,那么,在这个过程中,粒子的电势能的变化量是多少?
【答案】(1) (2)
【解析】(1)粒子做匀变速直线运动,在竖直方向上:
水平方向:
解得
(2)在加磁场前,粒子在BC间做匀速直线运动qE=mg;
加磁场后,粒子在BC间做匀速圆周运动:
设粒子在电场中偏转量为x,由几何关系:
电场力做功:W=qEx
根据功能关系可知,粒子的电势能变化量为E=-W
以上各式解得:
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