题目内容
【题目】如图所示,竖直放置的金属板间有水平方向的加速电场,水平放置的平行金属板间有竖直方向的偏转电场,O、P为竖直板上的两孔,两竖直板间电压为U1,两水平板长为l,间距为d,两水平板间的电压为U2。一质量为m,电量为q的带负电粒子,有O点从静止开始,水平加速穿过P点,最后从平行金属板右侧穿出(图中未画出)。粒子与金属板间未发生碰撞,不计粒子重力,求:
(1)粒子穿出加速电场时的动能Ek1;
(2)粒子穿出偏转电场时的动能Ek2。
【答案】(1) (2)
【解析】
粒子在加速电场做匀加速直线运动,由动能定理求解,在偏转电场中做类平抛运动,由运动的合成与分解求出。由动能定义求出穿出偏转电场时的动能。
解:(1)动能定理
可得
(2)由(1)中表达式可得 ①
粒子在偏转电场中运动时,根据牛顿第二定律可得 ②
由运动学公式有, ③
④
⑤
由①②③④⑤式联立求解,可得.
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