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2LB、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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