Question

如圖所示，在y = 0和y =2m之間有沿著x軸方向的勻強電場，MN為電場區域的上邊界，在x軸方向范圍足夠大。電場強度的變化如圖所示，取x軸正方向為電場正方向。現有一個帶負電的粒子，粒子的= 1.0×10^－2 C/ kg，在t = 0時刻以速度v₀ = 5×10²m/s從O點沿y軸正方向進入電場區域，不計粒子重力作用。求：

⑴粒子通過電場區域的時間；

⑵粒子離開電場的位置坐標；【注：坐標值需帶單位，即以的形式作答。】

⑶粒子通過電場區域后沿x方向的速度大小。

Answer 1

解：⑴因粒子初速度方向垂直勻強電場，在電場中做類平拋運動，所以粒子通過電場區域的時間  (4分)

⑵粒子在x方向先加速后減速，加速時的加速度  (2分)

減速時的加速度                            (2分)

  x方向上的        (2分) 

因此坐標                                  (1分)

⑶粒子在x方向的速度          (3分)