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=

1
2
at2=
1
2
qE
m
t2
=
1
2
qE
m
s
v0
2

竖直分速度:vy=at=

qE
m
s
v0

tanθ=

vy
v0
=
qEs
m
v20
=
L-y1
x
  ②

把①代入②整理得:x=

m
v20
qEs
-
s
2

答:电场的右边界与b的可能距离为

m
v20
qEs
-
s
2

单项选择题
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