题目内容
【题目】如图所示，离子发生器发射一束质量为m，电荷量为+q的离子，从静止经PQ两板间的加速电压加速后，以初速度v0再从a点沿ab方向进入一匀强电场区域，abcd所围成的正方形区域是该匀强电场的边界，已知正方形的边长为L，匀强电场的方向与ad边平行且由a指向d。
（1）求加速电压U0；
（2）若离子恰从c点飞离电场，求ac两点间的电势差Uac；
（3）若离子从边界上某点飞出时的动能为mv02，试判断离子从哪条边界飞出，并求此时匀强电场的场强大小E。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
试题分析：：（1）对直线加速过程，根据动能定理，有：
，解得：
（2）设此时场强大小为
，则：ab方向，有：
，ad方向，有：
又
，解得：
（3）根据
可知，离子射出电场时的速度
，方向与ab所在直线的夹角为45°，即
，根据
可得
，则离子应该从bc边上的某点飞出．
ab方向，有：
，ad方向，有：
解得：
根据动能定理，有：
解得：
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