Question

【題目】如圖所示，虛線PQ、MN間存在水平勻強電場，一帶電粒子質量為m=2．0×10﹣11kg、電荷量為q=+1．0×10﹣5C，從a點由靜止開始經電壓為U=100V的電場加速后，垂直于勻強電場進入勻強電場中，從虛線MN的某點b（圖中未畫出）離開勻強電場時速度與電場方向成30°角．已知PQ、MN間距為20cm，帶電粒子的重力忽略不計．求：

（1）帶電粒子剛進入勻強電場時的速率v1

（2）勻強電場的場強大小

（3）ab兩點間的電勢差．

Answer 1

【答案】 300v

【解析】

試題（1）粒子在加速電場中運動的過程，由動能定理得：

代入數據解得：

（2）粒子進入勻強電場中做類平拋運動，沿初速度方向做勻速運動，則有：，

粒子沿電場方向做勻加速運動，則有：，由題意得：

由牛頓第二定律得：，聯立以上相關各式并代入數據得：

（3）對整個過程，由動能定理得：

聯立以上相關各式并代入數據得：