题目内容
【题目】如图所示,虚线PQ、MN间存在水平匀强电场,一带电粒子质量为m=2.0×10﹣11kg、电荷量为q=+1.0×10﹣5C,从a点由静止开始经电压为U=100V的电场加速后,垂直于匀强电场进入匀强电场中,从虚线MN的某点b(图中未画出)离开匀强电场时速度与电场方向成30°角.已知PQ、MN间距为20cm,带电粒子的重力忽略不计.求:
(1)带电粒子刚进入匀强电场时的速率v1
(2)匀强电场的场强大小
(3)ab两点间的电势差.
【答案】 300v
【解析】
试题(1)粒子在加速电场中运动的过程,由动能定理得:
代入数据解得:
(2)粒子进入匀强电场中做类平抛运动,沿初速度方向做匀速运动,则有:,
粒子沿电场方向做匀加速运动,则有:,由题意得:
由牛顿第二定律得:,联立以上相关各式并代入数据得:
(3)对整个过程,由动能定理得:
联立以上相关各式并代入数据得:
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