题目内容

一个质量为m,带电量为q的带电粒子(粒子的重力不计)以垂直于电场的初速度射入竖直方向的匀强电场中.匀强电场的宽度为d,粒子从电场中射出的速度为v,与竖直方向的夹角为θ.根据以上条件,试求:
(1)判断粒子的电性
(2)电场强度E的大小
(3)沿电场线的偏转位移y.
分析:进入偏转电场做类平抛运动,结合平抛运动规律解题:水平方向匀速直线运动,竖直方向初速度为零的匀加速直线运动.
解答:解:(1)粒子的偏转方向与电场线的方向相反,说明它的电场力的方向与电场线的方向相反,故应带负电;
(2)粒子穿越电场的时间,t=
d
vsinθ

加速度:a=
qE
m

竖直方向的速度:vy=at=
qEd
mvsinθ
=vcosθ

可求得:E=
mv2sinθcosθ
qd

(3)沿电场线的偏转位移y=
1
2
at2=
d
2
cotθ

答:(1)粒子带负电;(2)电场强度:E=
mv2sinθcosθ
qd
;(3)偏转量:
d
2
cotθ
点评:注意类平抛运动过程水平方向的运动与竖直方向的运动具有等时性,然后分别应用匀速运动规律和初速度为零匀加速直线运动规律解题.
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