题目内容
【题目】如图所示,在y>0的空间中,存在沿y轴正方向的匀强电场E;在y<0的空间中,存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小也为E,一电子(-e,m)在y轴上的P(0,d)点以沿x轴正方向的初速度v0开始运动,不计电子重力,
求:
(1)电子第一次经过x轴所经历的时间和电子第一次经过x轴的坐标值;
(2)请在图上画出电子在一个周期内的大致运动轨迹;
(3)电子运动的轨迹与x轴的各个交点中,任意两个相邻交点间的距离。
【答案】(1) ;(,0);
(2)
(3)
(4)
【解析】⑴在y>0空间中,沿x轴正方向以v0的速度做匀速直线运动,沿y轴负方向做匀加速直线运动,设其加速度大小为a,则:
解得: ,
因此电子第一次经过x轴的坐标值为:( ,0)
⑵电子轨迹如题答图所示.
在y<0空间中,沿x轴正方向仍以v0的速度做匀速直线运动,沿y轴负方向做匀减速直线运动,设其加速度大小也为a,由对称性可知:电子在y轴方向速度减小为零时的时间:
电子在y轴方向的运动周期:
(3)电子沿x轴方向移动的距离为:
任意两个相邻交点间的距离:
综上所述本题答案是:(1) ;(,0);
(2) ;
(3)
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