题目内容

如图所示的直角坐标系中,在直线x= -2l0和y轴之间的区域内存在两个大小相等、方向相反的有界匀强电场,其中x轴上方的电场的方向沿y轴负方向,x轴下方的电场方向沿y轴正方向。在电场左边界上A(-2L0,-l0)到C(-2L0,0)区域内,连续分布着电荷量为+q,质量为m的粒子。从某时刻起由A点到C点间的粒子,依次连续以相同的速度V0沿x轴正方向射入电场。若从A点射入的粒子,恰好从y轴上的A'(0,L0)沿x轴正方向射出电场,其轨迹如图所示。不计粒子的重力及它们间的相互作用。

求:(1)匀强电场的电场强度E:(2)求AC间还有哪些位置的粒子,通过电场后也能沿x轴正方向运动?

 

【答案】

(1)从A点射出的粒子,由A到A' 的运动时间为T,根据运动轨迹和对称性,x轴方向

2L0=V0T                                                                                         ①

y轴方向                                                                ②

解得:                                                                        ③

(2)设到C点的距离为Δy处射出的粒子通过电场后也能沿x轴正方向, 粒子第一次达x轴用时Δt,水平位移为Δx,则

                                                   ④

粒子从电场射出时的速度方向也将沿x轴正方向,则

                                                                               ⑤

解之得:                                           ⑥

即AC间y坐标为  ⑦

【解析】略

 

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