如圖所示,離子發生器發*一束質量為m、電荷量為+q的離子,從靜止經PQ兩板間的加速電壓加速後,以初速度v0從a...
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問題詳情:
如圖所示,離子發生器發*一束質量為m、電荷量為+q的離子,從靜止經PQ兩板間的加速電壓加速後,以初速度v0從a點沿ab方向進入一勻強電場區域,abcd所圍成的正方形是該勻強電場的邊界,已知ab長為L,勻強電場的方向與ad邊平行且由a指向d.
(1)求加速電壓U0;
(2)若離子恰從c點飛離電場,求a、c兩點間的電勢差Uac;
(3)若離子從abcd邊界上某點飛出時的動能為mv02,求此時勻強電場的場強大小E.
【回答】
(1)(2)(3)
【詳解】
(1)對直線加速過程,根據動能定理,有:
qU0=
解得:
U0=
(2)設此時場強大小為E,則:ab方向,有
L=v0t
ad方向,有:
L=
Uac= EL =
(3)根據可知,離子*出電場時的速度
,
方向與ab所在直線的夾角為45°,即
,
根據
,,
可得x=2y,則離子將從bc邊上的中點飛出,即
根據動能定理,有:
解得
知識點:電勢差與電場強度的關係
題型:解答題