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=

1
2
a
t21
y2=
1
2
a
t22
,t1:t2=2:1 得,y1:y2=4:1,

代入①②得,Ek′=

17
4
Ek

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

17
4
Ek

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