题目内容

电子的质量为m,电量大小为e,以速率V射入匀强电场中,V的方向和场强E的方向相同,设电子刚进入场区时电势能为零,则电子能进入场区最大深度为
mv02
2eE
mv02
2eE
,当电子进入场区深度为
mv02
4eE
mv02
4eE
时,其动能和电势能相等.
分析:要使电子的动能和电势能相等,电场力必须做负功,电子做匀减速运动,根据能量守恒求出此时电子的动能,再由动能定理求解电子进入电场的距离.
解答:解:
①电子进入场区最大深度时,动能全部转化为电势能,设最大深度为d,由动能定理可得:
-eEd=0-
1
2
mv02

解得:
d=
mv02
2eE

②由题意分析可知,电场力必须做负功,电子应做电子做匀减速运动,根据能量守恒得知:电子的动能与电势能相等时,其动能为初动能的一半,即为
1
4
mv02

根据动能定理得:
-eEs=
1
4
mv02
-
1
2
mv02

解得:
s=
mv02
4eE

故答案为:
mv02
2eE
mv02
4eE
点评:本题的解题关键是分析电子的运动情况,运用动能定理求解,训练重点是动能定理的应用.
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