题目内容
如图所示,匀强电场分布在正方形ABCD区域内,电场方向如图所示,M、N分别为AB边和BC边的中点.一个具有初动能E0的带电粒子射入电场(沿纸面运动).如果带电粒子从M点垂直于电场方向进入电场后,恰好从D点离开电场.(不计重力)(1)求带电粒子从D点离开电场时的动能是多大.
(2)如果带电粒子从N点垂直于BC边方向射入电场,它离开电场时的动能又是多大?
(1)设带电粒子的质量为m、电荷量为q、初速为v(E0=mv2);正方形边长为L,匀强电场的电场强度为E,带电粒子从M点垂直于电场方向进入电场后做类平抛运动.从D点离开电场,说明粒子带正电,沿电场方向的位移为L/2,有
=··()2,qEL=mv2=2E0
带电粒子从M点射入,从D点射出,电场力做功W=qE·=E0,粒子从D点离开电场时的动能为E1,据动能定理有W=E1-E0,故E1=W+E0=2E0.
(2)带电粒子从N点垂直于BC边方向射入电场,做匀加速直线运动,离开电场时的动能为E2,据动能定理有qEL=E2-E0,得E2=E0+qEL=3E0.
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