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(14分)如图所示,在水平向右的、强度E=2000V/m的匀强电场中,质量m=1.73毫克的带电粒子以大小v0=10m/s、方向和水平方向成30°的初速度从A点射入,发现它恰能做直线运动。以A点所
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(14分)如图所示,在水平向右的、强度E = 2000V/m的匀强电场中,质量m = 1.73毫克的带电粒子以大小v 0 = 10m/s、方向和水平方向成30°的初速度从A点射入,发现它恰能做直线运动。以A点所在的等势面为参考平面,电场区域足够大,试求: (1)粒子的电性和电量; (2)粒子沿直线前进的最大距离; (3)粒子可以获得的最大电势能。 |
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答案和解析
1)q=1.5×10 -5 C(2)x= m(3)0.1125J |
由题意可知,该带电粒子带负电,设电荷量为q. (1)则有mg/Eq=tan30° q=1.5×10 -5 C (2)粒子受力大小为mg/cos30° 由F=ma得,a="g/" cos30°. 由-2ax="0-" v 0 2 得 x= m (3)由E=U/d得: U=Excos30°=7500v ε=qU=0.1125J 本题考查带电粒子在匀强电场中的运动,由于粒子做直线运动,粒子所受合力沿粒子的运动方向,由此可得带电粒子的电场力,从而求得电荷量,根据粒子的运动情况列运动学公式求解 |
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