问题
问答题
如图所示,在平行板电容器之间有匀强电场,一带电粒子(重力不计)以速度v0垂直电场线射入电场,经过时间t1穿越电场,粒子的动能由EK增加到2EK;若这个带电粒子以速度2v0垂直进入该电场,经过时间t2穿越电场.求:
(1)带电粒子两次穿越电场的时间之比t1:t2;
(2)带电粒子第二次穿出电场时的动能.

答案
设平行板电容器板长为L.
(1)粒子水平方向做匀速直线运动,则有
第一次:L=v0t1
第二次:L=2v0t2
得到,t1:t2=2:1
(2)根据动能定理得
第一次:qEy1=2EK-EK;①
第二次:qEy2=EK′-4EK;②
由y1=
a1 2
,y2=t 21
a1 2
,t1:t2=2:1 得,y1:y2=4:1,t 22
代入①②得,Ek′=
Ek17 4
答:
(1)带电粒子两次穿越电场的时间之比t1:t2为2:1.
(2)带电粒子第二次穿出电场时的动能是
Ek.17 4