9.2008年(上海卷 物理)23.(12分)如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在Oxy平面的ABCD区域内,存在两个场强大小均为E的匀强电场I和II,两电场的边界均是边长为L的正方形(不计电子所受重力)。

(1)在该区域AB边的中点处由静止释放电子,求电子离开ABCD区域的位置。

(2)在电场I区域内适当位置由静止释放电子,电子恰能从ABCD区域左下角D处离开,求所有释放点的位置。

(3)若将左侧电场II整体水平向右移动L/n(n≥1),仍使电子从ABCD区域左下角D处离开(D不随电场移动),求在电场I区域内由静止释放电子的所有位置。

解析:(1)设电子的质量为m,电量为e,电子在电场I中做匀加速直线运动,出区域I时的为v0,此后电场II做类平抛运动,假设电子从CD边射出,出射点纵坐标为y,有

解得 y=,所以原假设成立,即电子离开ABCD区域的位置坐标为(-2L)

(2)设释放点在电场区域I中,其坐标为(xy),在电场I中电子被加速到v1,然后进入电场II做类平抛运动,并从D点离开,有

       

       

解得 xy=,即在电场I区域内满足议程的点即为所求位置。

(3)设电子从(xy)点释放,在电场I中加速到v2,进入电场II后做类平抛运动,在高度为y′处离开电场II时的情景与(2)中类似,然后电子做匀速直线运动,经过D点,则有

    

解得 ,即在电场I区域内满足议程的点即为所求位置

 0  409516  409524  409530  409534  409540  409542  409546  409552  409554  409560  409566  409570  409572  409576  409582  409584  409590  409594  409596  409600  409602  409606  409608  409610  409611  409612  409614  409615  409616  409618  409620  409624  409626  409630  409632  409636  409642  409644  409650  409654  409656  409660  409666  409672  409674  409680  409684  409686  409692  409696  409702  409710  447090 

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