问题
问答题
如图所示,一束带正电的粒子以平行于x轴方向的速度v0从y轴上的a点射入第一象限内,为了使这束粒子能经过x轴上的b点,可在第一象限的某区域内加一个方向沿y轴负方向的匀强电场.己知所加电场的场强为E,沿x方向的宽度为s,oa=L,ob=2s,粒子质量为m,带电量为q,重力不计.试讨论电场的右边界与b的可能距离.

答案
设电场的右边界与b的距离为x,带电粒子刚进入第一象限时做匀速直线运动位移为(s-x),然后进入偏转电场做类平抛运动竖直方向的偏转位移为y1,带电粒子出电场后做匀速直线运动到达b,运动轨迹如图:
带电粒子进入偏转电场做类平抛运动,结合平抛运动规律解题:
水平方向匀速直线运动:s=v0t
竖直方向初速度为零的匀加速直线运动:y1=
at2=1 2 1 2
t2=qE m 1 2
(qE m
)2①s v0
竖直分速度:vy=at=qE m s v0
tanθ=
=vy v0
=qEs m v 20
②L-y1 x
把①代入②整理得:x=
-m v 20 qEs s 2
答:电场的右边界与b的可能距离为
-m v 20 qEs s 2