Question

如图所示，在长为2L、宽为L的区域内正好一半空间有场强为E、方向平行于短边的匀强电场，有一个质量为ｍ，电量为ｅ的电子，以平行于长边的速度v₀从区域的左上角A点射入该区域，不计电子所受重力，要使这个电子能从区域的右下角的B点射出，求：

（1）无电场区域位于区域左侧一半内时，如图甲所示，电子的初速度应满足什么条件；
（2）无电场区域的左边界离区域左边的距离为x时，如图乙所示，电子的初速度又应满足什么条件。

Answer 1

⑴（2）

试题分析：⑴左侧一半无场，电子匀速运动.右侧一半类平抛运动的侧向位移为L，在电场中由电场力作用产生的加速度为 ，  （2分）
又，  （2分）
   （2分）
得   （2分）
（2）无电场的一半区域位于距左侧x处，则电子先做类平抛运动，接着做匀速直线运动，最后做类斜下抛运动.但水平方向上一直匀速运动，（1分）
在竖直方向上匀加速时间和匀速时间各为一半，即.（1分）
设竖直方向上匀速运动的速度为V，则有   （3分）
又电子恰从区域的右下角射出，故， （3分）
解得. （1分）
点评：难度较大，处理粒子在交变电场中的运动问题，粒子进入另外一个电场中的速度大小以及方向是解决的关键，可灵活应用力的独立作用原理处理此类问题