题目内容
(13分)如图所示,abcd是一个正方形盒子.cd边的中点有一个小孔e,盒子中有沿ad方向的匀强电场.一个质量为m、带电量为q的粒子从a处的小孔沿ab方向以初速度v0射入盒内,并恰好从e处的小孔射出。(忽略粒子重力)
求:(1)该带电粒子从e孔射出的速度大小;
(2)该过程中电场力对该带电粒子做的功;
(3)若正方形的边长为L,求该电场的场强大小。
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【答案】
(1)
v0(2)
8
(3
.
【解析】(1)设粒子在e孔的竖直速度为vy.
则水平方向:l/2=v0t
竖直方向:l=
·t 得:vy=4v0
ve=
=
v0
(2)由动能定理得:W电=
-
=8![]()
(3)由W电=Eq·l和W电=8
得:E=
.
本题考查带电粒子在电场中的偏转,在进入匀强电场后粒子只受电场力作用,做类平抛运动,水平方向匀速运动,竖直方向自由落体,由此可求得飞出e孔时竖直分速度和合速度大小,在偏转过程中由电场力做功等于动能变化量可求得电场力做功,由电场力做功W=qEd结合动能变化量可求得场强大小
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