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试卷云
如图所示,两平行金属板水平放置,板间电压为U。虚线之间存在水平方向的有界匀强电场1、2、3…,电场方向依次水平向右、水平向左…,电场强度大小均为E。相邻的虚线之间的距离均为d。今有质量为m、电荷量为+q的粒子自上板由静止加速后进入下方的电场1,粒子进入电场1的位置距电场右边界距离为L,不计粒子重力。求:
(1)粒子进入电场1时的速度大小;
(2)粒子通过n个水平匀强电场的时间t和沿电场方向位移x;
(3)若粒子沿竖直方向离开电场右边界,则加速电压U大小需满足的条件。
【答案】(1);(2),;(3)(n=1,2,3…)
【知识点】带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算
【详解】(1)粒子在两平行金属板中加速,根据动能定理
解得粒子进入电场1时的速度大小为
(2)粒子通过n个水平匀强电场的时间
加速度为
穿过一个水平匀强电场的时间为
沿电场方向位移为
解得
(3)若粒子沿竖直方向离开电场右边界,则
(n=1,2,3…)
整理得
(n=1,2,3…)