如图所示,*图是用来使带正电的离子加速和偏转的装置.乙图为该装置中加速与偏转电场的等效模拟.以y轴为界,左侧为...
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如图所示,*图是用来使带正电的离子加速和偏转的装置.乙图为该装置中加速与偏转电场的等效模拟.以y轴为界,左侧为沿x轴正向的匀强电场,场强为E.右侧为沿y轴负方向的匀强电场.已知OA⊥AB,OA=AB,且OB间的电势差为U0.若在x轴的C点无初速地释放一个电荷量为q、质量为m的正离子(不计重力),结果正离子刚好通过B点,求:
(1)CO间的距离d;
(2)粒子通过B点的速度大小.
【回答】
考点: 动能定理的应用;带电粒子在匀强电场中的运动.
专题: 动能定理的应用专题;带电粒子在电场中的运动专题.
分析: (1)根据带电粒子在竖直电场中做类平抛运动,抓住OA=AB,求出进入竖直匀强电场的速度,再对C到O运用动能定理,求出CO的距离d.
(2)对粒子从C到B全过程运用动能定理,从而求出粒子通过B点的速度大小.
解答: 解:(1)设正离子到达O点的速度为v0(其方向沿x轴的正方向)
则正离子从C点到O点,由动能定理得:qEd=mv2﹣0
而正离子从O点到B点做类平抛运动,令==L,
则:
从而解得
所以到达B点时:
从而解得:d=
故CO间的距离d为.
(2)设正离子到B点时速度的大小为vB,正离子从C到B过程中由动能定理得:
qEd+qU0=mvB2﹣0
解得vB=.
故粒子通过B点的速度大小为 .
点评: 解决本题的关键知道粒子在竖直匀强电场中做类平抛运动,掌握处理类平抛运动的方法.在第(2)问中,可以通过动能定理求解,也可以根据类平抛运动的规律求解.
知识点:带电粒子在电场中的运动
题型:计算题
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