如图所示,在y>0的空间中,存在沿y轴正方向的匀强电场E;在y<0的空间中,存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小也为E,一电子(-e,m)在y轴上的P(0,d)点以沿x轴正方向的初速度

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,在y>0的空间中,存在沿y轴正方向的匀强电场E;在y<0的空间中,存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小也为E,一电子(-e,m)在y轴上的P(0,d)点以沿x轴正方向的初速度v0开始运动,不计电子重力,求:
(1)电子第一次经过x轴的坐标值;
(2)请在图上画出电子在一个周期内的大致运动轨迹;
(3)电子在y方向上分别运动的周期;
(4)电子运动的轨迹与x轴的各个交点中,任意两个相邻交点间的距离.
魔方格

◎ 答案


魔方格
(1)在y>0空间中,沿x轴正方向以v0的速度做匀速直线运动,沿y轴负方向做匀加速直线运动,设其加速度大小为a,则
a=
Ee
m

d=
1
2
at12
x1=v0t1
解得:t1=

2md
eE
x1=v0

2md
eE

因此电子第一次经过x轴的坐标值为(v0

2md
eE
,0)
(2)电子轨迹如图所示.
在y<0空间中,沿x轴正方向仍以v0的速度做匀速直线运动,沿y轴负方向做匀减速直线运动,设其加速度大小也为a,由对称性可知:
电子在y轴方向速度减小为零时的时间t2=t1=

2md
eE

电子沿x轴方向移动的距离为x2=x1=v0

2md
eE

(3)电子在y轴方向的运动周期为T=2(t1+t2)=4

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