Question

【题目】如图甲，两水平金属板间距为d，板长为L,板间电场强度的变化规律如图乙所示。t=0时刻，质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线水平射入两板间，0～时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出，微粒运动过程中未与金属板接触，重力加速度的大小为g。

求：（1）粒子飞出电场时的速度大小和粒子在电场中运动的时间。

（2）时刻粒子的速度和粒子飞进到飞出电场力对粒子做的功。

Answer 1

【答案】(1) , (2)

【解析】

时间内微粒匀速运动，重力和电场力相等内，微粒做平抛运动，时间内，微粒竖直方向上做匀减速运动，水平方向上仍然做匀速直线运动，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解。

(1)时间内微粒匀速运动则有：qE0=mg，内，微粒做平抛运动，时间内，微粒的加速度，方向竖直向上，微粒在竖直方向上做匀减速运动，T时刻竖直分速度为零，所以末速度的方向沿水平方向，大小为v0，

由水平方向做匀速直线运动可知，运动时间为：；

(2) 内微粒做平抛运动，

竖直方向的速度为：

所以微粒在时的速度为：；

内和时间内，时间内竖直方向上的加速度大小相等，方向相反，时间相等，则位移的大小相等，为，整个过程中克服电场力做功为。