问题 计算题

(8分)如图所示,在区域I和区域Ⅱ内分别存在匀强电场,电场强度大小均为E,但方向不同.在区域I内场强方向沿y轴正方向,区域Ⅱ内场强方向未标明,都处在平面内,一质量为m,电量为q的正粒子从坐标原点O以某一初速度沿x轴正方向射入电场区域I,从P点进入电场区域Ⅱ,到达Ⅱ区域右边界Q处时速度恰好为零.P点的坐标为.不计粒子所受重力,求:

(1)带电粒子射入电场区域I时的初速度;

(2)电场区域Ⅱ的宽度。

答案

(1)(2)

题目分析:(1)设带电粒子射入电场区域Ⅰ时的初速度为

方向:粒子做匀速直线运动 :    

方向:粒子做初速度为零的匀加速直线运动:      

且              

解得:  

(2)粒子在区域Ⅱ做匀减速直线运动,设粒子在处的速度为,在方向的分速度为,在方向的分速度为,电场区域Ⅱ的宽度为

    

  即      

故        

      ∴    

设粒子从做直线运动到所通过的位移为S

   即

解得      

解得       

点评:此类题型考察了对带电粒子在磁场中所做的类平抛运动。根据类平抛运动规律比较容易解决第一问。在第二问中,根据题目已知信息,利用运动独立性,以及在某方向上的匀变速直线运动规律,才能找到相应等式。

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