Question

【题目】如图所示，虚线PQ、MN间存在水平匀强电场，一带电粒子质量为m=2．0×10﹣11kg、电荷量为q=+1．0×10﹣5C，从a点由静止开始经电压为U=100V的电场加速后，垂直于匀强电场进入匀强电场中，从虚线MN的某点b（图中未画出）离开匀强电场时速度与电场方向成30°角．已知PQ、MN间距为20cm，带电粒子的重力忽略不计．求：

（1）带电粒子刚进入匀强电场时的速率v1

（2）匀强电场的场强大小

（3）ab两点间的电势差．

Answer 1

【答案】 300v

【解析】

试题（1）粒子在加速电场中运动的过程，由动能定理得：

代入数据解得：

（2）粒子进入匀强电场中做类平抛运动，沿初速度方向做匀速运动，则有：，

粒子沿电场方向做匀加速运动，则有：，由题意得：

由牛顿第二定律得：，联立以上相关各式并代入数据得：

（3）对整个过程，由动能定理得：

联立以上相关各式并代入数据得：