题目内容
如图所示,平行金属板的上下极板分别带等量异种电荷,板长为L,一束速度相同的电子束由正中央P点垂直电场线方向进入电场,飞出电场时速度(vt)方向如图,现作速度(vt)的反向延长线交初速度(v0)方向延长线PM于O点,试分析计算O点的位置.
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【答案】
O点在PM的中点处
【解析】粒子在水平方向上做初速度为
的匀速运动,在竖直方向上做初速度为零,加速度为
的匀加速直线运动,粒子在电场中的运动时间为
,
设飞出电场时粒子发生的位移与水平方向夹角为
,则![]()
设飞出电场时的速度方向与初速度方向的夹角为
,则
,所以![]()
设O点距离电场边缘的距离为
,故
解得
,所以O点在PM的中点处
思路分析:设飞出电场时粒子发生的位移与水平方向夹角为
,飞出电场时的速度方向与初速度方向的夹角为
,粒子在水平方向上做初速度为
的匀速运动,在竖直方向上做初速度为零,加速度为
的匀加速直线运动,只要能求出
和
的关系即可根据几何知识求出O点的位置,
试题点评:从中央垂直电场方向射入的带电粒子在射出电场时的速度的方向延长线交电场中央线上的一点,该点与射入点间的距离为带电粒子在水平中央线上的位移的一半,这是一个结论,在以后的计算过程中可用来简单运算
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