如圖,兩水平面(虛線)之間的距離為H,其間的區域存在方向水平向右的勻強電場。自該區域上方的A點將質量為m、電荷...
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問題詳情:
如圖,兩水平面(虛線)之間的距離為H,其間的區域存在方向水平向右的勻強電場。自該區域上方的A點將質量為m、電荷量分別為q和–q(q>0)的帶電小球M、N先後以相同的初速度沿平行於電場的方向*出。小球在重力作用下進入電場區域,並從該區域的下邊界離開。已知N離開電場時的速度方向豎直向下;M在電場中做直線運動,剛離開電場時的動能為N剛離開電場時的動能的1.5倍。不計空氣阻力,重力加速度大小為g。求
(1)M與N在電場中沿水平方向的位移之比;
(2)A點距電場上邊界的高度;
(3)該電場的電場強度大小。
【回答】
(1)3:1(2)(3)
【解析】
(1)設帶電小球M、N拋出初速度均為v0,則它們進入電場時的水平速度仍為v0;MN在電場中的運動時間t相等,電場力作用下產生的加速度沿水平方向,大小均為a,在電場中沿水平方向的位移分別為s1和s2;由運動公式可得:
v0-at=0 ①
②
③
聯立①②③解得: ④
(2)設A點距離電場上邊界的高度為h,小球下落h時在豎直方向的分速度為vy,則;
⑤
⑥
因為M在電場中做勻加速直線運動,則
⑦
由①②⑤⑥⑦可得h=⑧
【考點定位】帶電粒子在複合場中的運動;動能定理
【名師點睛】此題是帶電粒子在電場及重力場的複合場中的運動問題;關鍵是分析粒子的受力情況,分析粒子在水平及豎直方向的運動*質,搞清物理過程;靈活選取物理規律列方程.
知識點:安培力與洛倫茲力單元測試
題型:計算題