如图所示,质量为m、电荷量为q的带电粒子,以初速度v 0 垂直射入场强为E方向竖直向下的匀强电场中,该粒子在电场中的经历

如图所示,质量为m、电荷量为q的带电粒子,以初速度v 0 垂直射入场强为E方向竖直向下的匀强电场中,该粒子在电场中的经历时间______后,其即时速度的方向与初速度方向成30°角.在这过程中粒子的电势能增量为______.(不计重力)
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(1)带正电的粒子垂直进入电场后做类平抛运动,如图所示:



粒子在垂直电场方向的做匀速直线运动v x =v 0
粒子在电场方向做初速度为0的匀加速直线运动 v y =at=
qE
m t
当粒子速度方向与初速度方向成30°角时,如图,v y =v x tan30°=

3
3 v 0
据 v y =at=
qE
m t 得,粒子经历的时间 t=
m v y
qE =

3 m v 0
3qE
(2)在这一过程中,粒子在电场方向偏转的位移y=
1
2 a t 2 =
1
2 ×
qE
m ×(

3 m v 0
3qE ) 2 =
1m
v 20
6qE
电场力对粒子做功W= qEy=
1
6 m
v 20
根据电场力做功与电势能变化的关系知,电场力对粒子做正功,电势能减少,好电势能的增加量△E=-W= -
1
6 m
v 20
故答案为:

3 m v 0
3qE , -
1
6 m
v 20

1年前

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