(2014•安徽模拟)如图所示,在直角坐标系xOy中,原点O处有一粒子源,沿y轴正方向不断的发射同一种带正电的粒子,粒子

(2014•安徽模拟)如图所示,在直角坐标系xOy中,原点O处有一粒子源,沿y轴正方向不断的发射同一种带正电的粒子,粒子的质量为m,电量为q,粒子的速度值连续分布在某一范围内,不计粒子重力,现施加一个沿x轴正方向的匀强电场,电场强度为E,电场分布在矩形区域OABC内,OA=3L,AB=2L,这些粒子从电场AB边界射出的最小偏向角为30°,从BC边射出的最大偏向角为60°.
(1)分别求出粒子从电场AB边和BC射出的范围;
(2)粒子从BC边射出的最小速度.
恋玉人 1年前 已收到1个回答 举报

txosat 幼苗

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解题思路:(1)粒子在电场中做类平抛运动,结合粒子出电场时的偏向角,抓住沿电场方向上做匀加速直线运动,垂直电场方向做匀速直线运动,结合运动学公式求出粒子从电场AB边和BC射出的范围.
(2)在E点射出的粒子速度最小,将E点的速度分解,根据速度位移公式求出水平分速度的大小,结合平行四边形定则求出E点的速度,即最小速度.

(1)设从AB边的D点射出的粒子偏向角为30°,
AD=
vx
2t,3L=vyt,tan30°=
vy
vx
由上面三式得:AD=

3
2L;
射出粒子部分BD=(2−

3
2)L
设从BC边上的E点射出的粒子偏向角为60°,则:
EC=vyt,2L=
vx
2t,tan60°=
vx
vy,
由上面三式得,EC=
4
3
3L
射出粒子部分BE=(3-
4
3
3)L
(2)在BE上射出的粒子中,从E点射出的粒子速度最小,
vx2=2a•2L,
vx=vEsin60°
a=[qE/m]
解得:vE=4

qEL
3m.
答:(1)粒子从电场AB边和BC射出的范围分别为:(2−

3
2)L、(3-
4
3
3)L;
(2)粒子从BC边射出的最小速度为vE=4

qEL
3m.

点评:
本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动.

考点点评: 粒子在电场中做类平抛运动,掌握处理类平抛运动的方法,结合牛顿第二定律和运动学公式灵活求解.

1年前

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