题目内容
如图甲所示，在y＝0和y＝2 m之间有沿着x轴方向的匀强电场，MN为电场区域的上边界，在x轴方向范围足够大．电场强度随时间的变化如图乙所示，取x轴正方向为电场正方向．现有一个带负电的粒子，粒子的比荷为
＝1.0×10－2 C/kg，在t＝0时刻以速度v0＝5×102 m/s从O点沿y轴正方向进入电场区域，不计粒子重力．求：
(1)粒子通过电场区域的时间；
(2)粒子离开电场时的位置坐标；
(3)粒子通过电场区域后沿x方向的速度大小．
【答案】t＝
＝4×10－3 s. (－2×10－5 m，2 m)，4×10－3 m/s.
【考点】带电粒子在电场中的运动
【解析】(1)因粒子初速度方向垂直匀强电场，在电场中做类平抛运动，所以粒子通过电场区域的时间t＝＝4×10－3 s. （3分）
(2)粒子在x方向先加速后减速，加速时的加速度大小为a1＝
＝4 m/s2 （2分）
减速时的加速度大小为a2＝
＝2 m/s2 （2分）
x方向上的位移大小为 x＝
a1(
)2＋a1()2－a2()2＝2×10－5 m （2分）
因此粒子离开电场时的位置坐标为(－2×10－5 m，2 m) （1分）
(3)离开电场时粒子在x方向的速度大小为
vx＝a1－a2＝4×10－3 m/s.
练习册系列答案
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