如图所示,平行金属板长为L,一个带电为+q、质量为m的粒子以初速度v0紧贴上板垂直射入电场,刚好从
如图所示,平行金属板长为L,一个带电为+q、质量为m的粒子以初速度v0紧贴上板垂直射入电场,刚好从下板边缘射出,末速度恰与下板成30°角,粒子重力不计,求:(1)粒子末速...
如图所示,平行金属板长为L,一个带电为+q、质量为m的粒子以初速度v0紧贴上板垂直射入电场,刚好从下板边缘射出,末速度恰与下板成30°角,粒子重力不计,求:
(1)粒子末速度大小 (2)电场强度 (3)两极板间距离 展开
(1)粒子末速度大小 (2)电场强度 (3)两极板间距离 展开
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(1)粒子只受竖直方向的电场力+重力
所以水平速度不变
所以
v水平分量
vcos30=v0
v=v0/cos30=2v0/根号3
(2)设加速度为a
射入到射出所用时间为
t=L/v0 (粒子水平方向是匀速直线)
a=vsin30/t
=(2v0/根号3)*(1/2)/(L/v0)
=v0^2/根号3 L
而牛二定律告诉我们
F=ma
假设电场方向以向下为正方向
Eq=ma
E
=m(a)/q
=m(v0^2/根号3 L)/q
=mv0^2/[(根号3)qL]
以竖直向下为正方向
(3)S=.5at^2=.5v0^2/根号3 L*(L/v0)^2
=L/(2根号3)
=根号3L/6
所以水平速度不变
所以
v水平分量
vcos30=v0
v=v0/cos30=2v0/根号3
(2)设加速度为a
射入到射出所用时间为
t=L/v0 (粒子水平方向是匀速直线)
a=vsin30/t
=(2v0/根号3)*(1/2)/(L/v0)
=v0^2/根号3 L
而牛二定律告诉我们
F=ma
假设电场方向以向下为正方向
Eq=ma
E
=m(a)/q
=m(v0^2/根号3 L)/q
=mv0^2/[(根号3)qL]
以竖直向下为正方向
(3)S=.5at^2=.5v0^2/根号3 L*(L/v0)^2
=L/(2根号3)
=根号3L/6
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解:(1)将末速度分解,
由几何关系知:
v0
v
=cos300
所以:v=
2
3
v0
3
;
(2)带电粒子做类平抛运动,依题知,粒子在电场中的运动时间:t=
L
v0
粒子离开电场时,垂直板方向的分速度:v1=v0tan30°
竖直方向加速度:a=
Eq
m
粒子从射入电场到离开电场,有at=v1
即:
Eq
m
t=v1;
联立以上各式得E=
3
m
v
2
0
3qL
(3)粒子从射入电场到离开电场,由动能定理,有qEd=
1
2
mv2−
1
2
m
v
2
0
解得 d=
3
L
6
答:(1)粒子的末速度为
2
3
v0
3
;
(2)电场强度E为
3
m
v
2
0
3qL
;
(3)板间距离为
3
L
6
.
由几何关系知:
v0
v
=cos300
所以:v=
2
3
v0
3
;
(2)带电粒子做类平抛运动,依题知,粒子在电场中的运动时间:t=
L
v0
粒子离开电场时,垂直板方向的分速度:v1=v0tan30°
竖直方向加速度:a=
Eq
m
粒子从射入电场到离开电场,有at=v1
即:
Eq
m
t=v1;
联立以上各式得E=
3
m
v
2
0
3qL
(3)粒子从射入电场到离开电场,由动能定理,有qEd=
1
2
mv2−
1
2
m
v
2
0
解得 d=
3
L
6
答:(1)粒子的末速度为
2
3
v0
3
;
(2)电场强度E为
3
m
v
2
0
3qL
;
(3)板间距离为
3
L
6
.
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1)cos30=v0/v,则末速度v=2v0/sqrt(3)
2)v⊥=v0*tan30=v0/sqrt(3)。射入电场加速度a=qE/m。水平飞行时间=L/v0
则at=qEL/mv0=v0/sqrt(3),E=mv0^2/sqrt(3)qL
3)两极板间距离d=v⊥t/2=√3/6 L
2)v⊥=v0*tan30=v0/sqrt(3)。射入电场加速度a=qE/m。水平飞行时间=L/v0
则at=qEL/mv0=v0/sqrt(3),E=mv0^2/sqrt(3)qL
3)两极板间距离d=v⊥t/2=√3/6 L
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