Question

如下图所示，在y=0和y=2m之间有沿着x轴方向的匀强电场，MN为电场区域的上边界，在x轴方向范围足够大

如下图所示，在y=0和y=2m之间有沿着x轴方向的匀强电场，MN为电场区域的上边界，在x轴方向范围足够大。电场强度的变化如图所示，取x轴正方向为电场正方向。现有一个带负电的粒子，粒子的比荷q/m=1*10^-2C/kg为，在t=0时刻以速度vo=5*10^2m/s从O点沿y轴正方向进入电场区域，不计粒子重力。求：（1）粒子通过电场区域的时间；

（2）粒子离开电场时的位置坐标；

（3）粒子通过电场区域后沿x方向的速度大小。

Answer 1

（1） Y方向是匀速直线运动。t=y/v0=2/500=0.004s
（2） 在2*10^-3S时间内a1=qE1/m
=1*10^-2*4*10^2=4m/S^2
V1=at=4m/S^2*2*10^-3S=8*10^-3m/S
X1= at^2/2=8*10^-6
在2*10^-3S---4*10^-3S时间内a2=qE2/m
=-1*10^-2*2*10^2=-2m/S^2
X2=V1t2+ a2t^2/2=12*10^-6m
X=x1+x2=20*10^-6m
坐标为（20*10^-6m，2m）
（3）v2=v1+a2t=8*10^-3-4*10^-3=4*10^-3m/s

Answer 2

解：（1）因粒子初速度方向垂直匀强电场，在电场中做类平抛运动，所以粒子通过电场区域的时间

（2）粒子在x方向先加速后减速，加速时的加速度

减速时的加速度

x方向上的位移为

因此粒子离开电场时的位置坐标为（－2×10―5m，2m）

（3）粒子在x方向的速度

Answer 3

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