问题
计算题
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平面的第一象限,存在以x轴y轴及双曲线的一段(0≤x≤L,0≤y≤L)为边界的匀强电场I;在第二象限存在以x=-L; x=-2L;y=0;y=L的匀强电场II.两个电场大小均为E,不计电子所受重力.求
(1)从电场I的边界B点处由静止释放电子,电子离开MNPQ时的位置;
(2)由电场I的AB曲线边界处由静止释放电子离开MNPQ时的最小动能;
答案
(1)电子从P点射出 (2)
题目分析:(1)据题意,B点纵坐标,根据双曲线方程
得到,横坐标
,
电子从B运动到C过程,根据动能定理得:,
电子在MNPQ区域做类平抛运动,水平方向:,竖直方向:
,
解得:,即电子从P点射出。
(2)设释放位置坐标为,则有:
,
,
,解得:
又,得到:
,
根据数学知识得知,当时,动能
有最小值
。