电学中有些仪器经常用到下述电子运动的物理原理．某一水平面内有一直角坐标系xOy，x=0和x=L=10cm的区间内有一沿x

电学中有些仪器经常用到下述电子运动的物理原理．某一水平面内有一直角坐标系xOy，x=0和x=L=10cm的区间内有一沿x轴负方向的有理想边界的匀强电场E₁=1.0×10⁴V/m，x=L和x=3L的区间内有一沿y轴负方向的有理想边界的匀强电场E₂=1.0×10⁴V/m，一电子（为了计算简单，比荷取[e/m]=2×10¹¹C/kg）从直角坐标系xOy的坐标原点O以很小的速度进入匀强电场E₁，计算时不计此速度且只考虑xOy平面内的运动．求：
（1）电子从O点进入到离开x=3L处的电场所需的时间；
（2）电子离开x=3L处的电场时的y坐标．

stcz1982 1年前已收到1个回答举报

hjh199756 花朵

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解题思路：（1）电子在E₁中匀加速直线运动，由速度时间公式求出在E₁中运动时间t₁，在E₂做类平抛运动，由水平方向匀速直线运动规律求出运动时间t₂，t=t₁+t₂；
（2）电子在E₂中做类平抛运动，竖直方向分运动为匀加速直线运动，位移时间公式求出竖直方向位移，即可得出y坐标．

（1）设电子离开x=L的位置为P点，离开x=3L的位置为Q点，则：
v_P=

2eE1
mL
代入数据得：v_P=2×10⁷m/s
电子从O点运动到P点：t1＝

2L

eE1
m
代入数据得：t₁=10^-8s
电子从P点运动到Q点：
t₂=[2L
vP=10^-8s
所以总时间为t=t₁+t₂=2×10^-8s
（2）电子运动到Q点时：y_Q=
1/2•
eE2
m•
t22]
代入数据得：y_Q=0.1m
答：（1）电子从O点进入到离开x=3L处的电场所需的时间是2×10^-8s；
（2）电子离开x=3L处的电场时的y坐标是0.1m

点评：
本题考点：带电粒子在匀强电场中的运动．

考点点评：本题考查了带电粒子在电场中运动的两种情况：加速和偏转，加速过程也由牛顿第二定律和运动学公式求解，偏转时做由类平抛运动规律求解，这是高考的热点和难点．

1年前

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