如图所示,一个带正电的粒子以平行于x轴正方向的初速度v0从y轴上a点射入第一象限内,为了使这个粒子能经过x轴上定点b,可在第一象限的某区域内加一方向沿y轴负方向的匀强电场.已知所加电场的场强大小为E,电场区域沿x方向的宽度为s,Oa=L,Ob=2s,粒子的质量为m,带电量为q,重力不计,试讨论电场的左边界与b的可能距离.
2019-06-26
如图所示,一个带正电的粒子以平行于x轴正方向的初速度v0从y轴上a点射入第一象限内,为了使这个粒子能经过x轴上定点b,可在第一象限的某区域内加一方向沿y轴负方向的匀强电场.已知所加电场的场强大小为E,电场区域沿x方向的宽度为s,Oa=L,Ob=2s,粒子的质量为m,带电量为q,重力不计,试讨论电场的左边界与b的可能距离.
优质解答
设电场的右边界与b的距离为x,带电粒子刚进入第一象限时做匀速直线运动位移为(s-x),然后进入偏转电场做类平抛运动竖直方向的偏转位移为y1,带电粒子出电场后做匀速直线运动到达b,运动轨迹如图:
带电粒子进入偏转电场做类平抛运动,结合平抛运动规律解题:
水平方向匀速直线运动:s=v0t
竖直方向初速度为零的匀加速直线运动:
y1=at2=t2=()2…①
竖直分速度:vy=at=
tanθ===…②
把①代入②整理得:x=L-
答:电场的右边界与b的可能距离为L-.
设电场的右边界与b的距离为x,带电粒子刚进入第一象限时做匀速直线运动位移为(s-x),然后进入偏转电场做类平抛运动竖直方向的偏转位移为y1,带电粒子出电场后做匀速直线运动到达b,运动轨迹如图:
带电粒子进入偏转电场做类平抛运动,结合平抛运动规律解题:
水平方向匀速直线运动:s=v0t
竖直方向初速度为零的匀加速直线运动:
y1=at2=t2=()2…①
竖直分速度:vy=at=
tanθ===…②
把①代入②整理得:x=L-
答:电场的右边界与b的可能距离为L-.