Question

反射式速調(diào)管是常用的微波器件之一，它利用電子團在電場中的振蕩來產(chǎn)生微波，其振蕩原理與下述過程類似．如圖23－11所示，在虛線MN兩側(cè)分別存在著方向相反的兩個勻強電場，一帶電微粒從A點由靜止開始，在電場力作用下沿直線在A、B兩點間往返運動．已知電場強度的大小分別是E₁＝2.0×10³ N/C和E₂＝4.0×10³ N/C，方向如圖23－11所示，帶電微粒質(zhì)量m＝1.0×10^{－20 kg}，帶電量q＝－1.0×10^－9C，A點距虛線MN的距離d₁＝1.0 cm，不計帶電微粒的重力，忽略相對論效應(yīng)．求：

圖23－11

(1)B點距虛線MN的距離d₂；

(2)帶電微粒從A點運動到B點所經(jīng)歷的時間t.

Answer 1

解析：(1)帶電微粒由A運動到B的過程中，由動能定理有

|q|E₁d₁－|q|E₂d₂＝0

解得d₂＝d₁＝0.50 cm.

(2)設(shè)微粒在虛線MN兩側(cè)的加速度大小分別為a₁、a₂，由牛頓第二定律有|q|E₁＝ma₁

|q|E₂＝ma₂

設(shè)微粒在虛線MN兩側(cè)運動的時間分別為t₁、t₂，由運動學公式有

d₁＝a₁t

d₂＝a₂t

又t＝t₁＋t₂

以上各式聯(lián)立解得t＝1.5×10^－8 s.

答案：(1)0.50 cm　(2)1.5×10^－8 s