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带电粒子在电场中运动的综合应用
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如图所示，在Oxy平面内存在I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五个特殊的电场区域，即在x≤-5L区域I和x≥5L区域Ⅴ存在两个场强大小均为E的匀强电场，方向分别为水平向左和水平向右，在-5L＜x≤-L区域Ⅱ
网友投稿 2022-12-05 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示，在Oxy平面内存在I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五个特殊的电场区域，即在x≤-5L区域I和x≥5L区域Ⅴ存在两个场强大小均为E的匀强电场，方向分别为水平向左和水平向右，在-5L＜x≤-L区域Ⅱ和5L>x≥L区域 Ⅳ存在两个场强大小均为E、方向竖直向上的匀强电场，在
-L＜x＜L区域Ⅲ的坐标原点固定一正点电荷Q，各区域内的电场互不影响，各自独立。现有带负电的粒子从区域I中的点A（-7L，L）由静止释放，经过I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五个特殊的电场区域能返回出发点A，且经过区域Ⅲ时做匀速圆周运动。已知粒子的比荷
不计粒子的重力）。
（1）粒子到达区域Ⅱ的右边界的速度；
（2）点电荷Q的电荷量；
（3）粒子由静止释放运动到第一次回到初始位置的时间。
◎ 答案
解：（1）粒子在电场I中做匀加速直线运动，出区域I时的速度为v
0
，由动能定理
，则
此后在电场Ⅱ中做类平抛运动，则4l=v
0
t
2
，
又
所以粒子到达区域Ⅱ的右边界的速度
速度与x轴正方向的夹角
（2）电场Ⅱ中做类平抛运动竖直方向的位移
粒子在区域Ⅲ中做匀速圆周运动，则轨道半径
，解得
（3）粒子在电场I中做匀加速直线运动的时间
粒子在区域Ⅲ中做匀速圆周运动的时间
粒子穿越区域Ⅳ的时间与穿越区域Ⅱ的时间相同，进人区域V先减速为0，再加速返回，则返回的总时间
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，在Oxy平面内存在I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五个特殊的电场区域，即在x≤-5L区域I和x≥5L区域Ⅴ存在两个场强大小均为E的匀强电场，方向分别为水平向左和水平向右，在-5L＜x≤-L区域Ⅱ…”主要考查了你对 【带电粒子在电场中运动的综合应用】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202212/408992.html
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不计粒子的重力）。 
，则
，解得
