题目内容
【题目】反射式调管是常用的微波器械之一,它利用电子团在电场中的震荡来产生微波,其震荡原理与下述过程类似。如图所示,在虚线两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场,一带电微粒从A点由静止开始,仅在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动。已知电场强度的大小分别是
N/C和
N/C,方向如图所示,带电微粒质量
,带电量
,A点距虚线
的距离
,不计带电微粒的重力。求:
(1)B点到虚线的距离
;
(2)带电微粒从A点运动到B点所经历的时间。
【答案】(1)0.50cm (2)1.5×10-8s
【解析】试题分析:(1)带电微粒由A运动到B的过程中,在E2场中电场力做正功,在E1场内电场力做负功,
由动能定理有:qE1d1-qE2d2=0-0=0 (2分)
代入数据可解得: d2=0.50 cm (2分)
(2)由题意可知粒子在左侧电场匀加速,在右侧电场匀减速。设微粒在虚线MN两侧的加速度大小分别为a1、a2,由牛顿第二定律有:
在左侧场中有:qE1=ma1 (1分)
在右侧场中有:qE2=ma2 (1分)
设微粒在虚线MN两侧运动的时间分别为t1、t2,由运动学公式有:
在左侧场中有:(1分)
在右侧场中有:(1分)
总时间为 t=t1+t2(1分)
由以上联立并带入数据解得:t=1.5×10-8s (3分)