Question

【題目】如圖所示，虛線MN左側(cè)有一場強(qiáng)為的勻強(qiáng)電場，在兩條平行的虛線MN和PQ之間存在著寬為L、電場強(qiáng)度為的勻強(qiáng)電場，在虛線PQ右側(cè)相距為L處有一與電場平行的屏。現(xiàn)將一電子（電荷量為e，質(zhì)量為m，不計(jì)重力）無初速地放入電場 中的A點(diǎn)，A點(diǎn)到MN的距離為，最后電子打在右側(cè)的屏上，AO連線與屏垂直，垂足為O，求：

（1）電子從釋放到打到屏上所用的時(shí)間t；

（2）電子剛射出電場時(shí)的速度方向與AO連線夾角的正切值；

（3）電子打到屏上的點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）到點(diǎn)O的距離x。

Answer 1

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

試題分析：（1）電子在電場中做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為，時(shí)間為，

由牛頓第二定律得：①

由得：②

電子進(jìn)入電場時(shí)的速度為： ③

進(jìn)入電場到屏水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，時(shí)間為：④

電子從釋放到打到屏上所用的時(shí)間為： ⑤

聯(lián)立①→⑤求解得：；

（2）設(shè)粒子射出電場E2時(shí)平行電場方向的速度為，由牛頓第二定律得：

電子進(jìn)入電場時(shí)的加速度為：⑥，⑦⑧

電子剛射出電場時(shí)的速度方向與AO連線夾角的正切值為；⑨

聯(lián)立①②③⑥⑦⑧⑨得： ⑩。

（3）帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示：

設(shè)電子打到屏上的點(diǎn)P到O點(diǎn)的距離，

根據(jù)上圖有幾何關(guān)系得：（11）

聯(lián)立⑩（11）得：。