Question

反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似，如图所示，在虚线MN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，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E₁=2.0×10³N/C和E₂=4.0×10³N/C，方向如图所示，带电微粒质量m=1.0×10^-20kg，带电量q=-1.0×10^-9C，A点距虚线MN的距离d₁=1.0cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应，求：

（1）B点到虚线MN的距离d₂；

（2）带电微粒从A点运动到B点所经历的时间t

Answer 1

（1）0.50 cm（2）1.5×10^-8 s

解析：（1）带电微粒由A运动B的过程中，由动能定理有|q|E₁d₁－|q|E₂d₂ = 0

解得　d₂ =  = 0.50 cm

（2）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|q|E₁ = ma₁，|q|E₂ = ma₂

设微粒在虚线MN两侧的时间大小分别为t₁、t₂，由运动学公式有d₁ = ，d₂ =

又t = t₁+t₂ ，解得　t = 1.5×10^-8 s