Question

【题目】如图所示为电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在Oxy平面的ABCD区域内，存在两个场强大小均为E的匀强电场I和II，两电场的边界均是边长为L的正方形，已知质量为m，电荷量为e的电子可正常穿过电场I和II区域（不计重力）。

（1）在I区域AB边的中点处由静止释放电子，求电子离开电场I区域时的速度。

（2）求电子离开电场I区域所用的时间。

（3）求电子离开CD边的位置坐标。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）（－2L，L）

【解析】

(1)电子在电场I中做匀加速直线运动，出区域I时的为v1，有

解得：

(2)电子在电场I中做匀加速直线运动，电场力提供加速度有：

根据运动学公式：

联立解得：

(3)电子在电场II做类平抛运动，假设电子从CD边射出，出射点纵坐标为y，则有：

所以有：

解得：

所以原假设成立，即电子离开ABCD区域的位置坐标为（－2L，）

答：(1)在I区域AB边的中点处由静止释放电子，电子离开电场I区域时的速度。

(2)电子离开电场I区域所用的时间。

(3)电子离开CD边的位置坐标为（－2L，）。