Question

（13分）如圖所示，在兩條平行的虛線內(nèi)存在著寬度為L(zhǎng)、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在與右側(cè)虛線相距也為L(zhǎng)處有一與電場(chǎng)平行的屏。現(xiàn)有一電荷量為＋q、質(zhì)量為m的帶電粒子(重力不計(jì))，以垂直于電場(chǎng)線方向的初速度v₀射入電場(chǎng)中，v₀方向的延長(zhǎng)線與屏的交點(diǎn)為O。試求：

（1）粒子從射入到打到屏上所用的時(shí)間；
（2）粒子打到屏上的點(diǎn)P到O點(diǎn)的距離；
（3）粒子在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能的變化量。

Answer 1

（1）      （2）       （3） 

試題分析：（1）根據(jù)題意，粒子在垂直于電場(chǎng)線的方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以粒子從射入到打到屏上所用的時(shí)間t=          3分
（2）設(shè)粒子射出電場(chǎng)時(shí)沿平行電場(chǎng)線方向的速度為v_y，
根據(jù)牛頓第二定律，粒子在電場(chǎng)中的加速度為：a=             1分
所以v_y=a=           1分
所以粒子剛射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向與初速度方向間夾角的正切值為：
tan α==.         1分
設(shè)粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)距離為y，則  y=a=         2分
又s=y＋Ltanα，解得：s=        2分
（3）整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程只有電場(chǎng)力做功，根據(jù)動(dòng)能定理：△E_K=qEy=         3分