Question

【題目】如圖所示，區(qū)域Ⅰ、Ⅱ分別存在著有界勻強電場、，已知區(qū)域Ⅰ寬 ，區(qū)域II寬 ， 且方向與水平成角斜向右上方， 且方向豎直向下。 電量為質量 的帶電小球 （可視為質點）由靜止釋放。（ ）求：

（1）小球在電場區(qū)域I中運動的加速度大小和時間

（2）小球離開電場區(qū)域II的速度大小和方向

Answer 1

【答案】（1） ， （2） ，速度方向與水平方向夾角為

【解析】

（1）設小球在電場I區(qū)域受到的電場力為，則有：，受力分析可知，小球在電場I區(qū)域受到的電場力和重力的合力方向水平向右，大小為：

解得：

則小球向右做勻加速直線運動，其加速度為：；

根據，解得小球在電場區(qū)域I中運動時間為：；

（2）小球離開電場I區(qū)域的水平速度為：。

小球進入電場II區(qū)域中，受豎直向下電場力和豎直向下的重力，合力豎直向下，其加速度為：

解得：

小球在電場II區(qū)域中做類平拋運動，其運動時間為：

小球在豎直方向的分速度為：

小球離開電場II區(qū)域的速度為：

設小球離開電場II區(qū)域的速度方向與水平方向夾角為，則：

得：