如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图.在Oxy平面的ABCD区域内,存在两个场强大小均为E的匀强电场Ⅰ和Ⅱ,两电场的边界均是边长为L的正方形(不计电子所受重

◎ 题目

如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图.在Oxy平面的ABCD区域内,存在两个场强大小均为E的匀强电场Ⅰ和Ⅱ,两电场的边界均是边长为L的正方形(不计电子所受重力).
 
(1)在该区域AB边的中点处由静止释放电子,求电子在ABCD区域内运动经历的时间和电子离开ABCD区域的位置;
(2)在电场Ⅰ区域内适当位置由静止释放电子,电子恰能从ABCD区域左下角D处离开,求所有释放点的位置。

◎ 答案

(1)t=2,电子离开时的位移坐标为x=―2L,y=;(2)这些位置在双曲线y=位于区I的部分上

◎ 解析


试题分析:⑴电子在区域I中做初速度为零的匀加速直线运动,
根据动能定理可得:eEL=mv2   ∴离开区域I时的速度为v=
电子通过区域I的时间为t1   
电子在区域Ⅲ中匀速运动,通过时用时间为t3 
进入区域Ⅱ时电子做类平抛运动,假设电子能穿过CD边,则:
电子在区域运动时间t3=t2 
在沿y轴方向上根据牛顿第二定律可得:eE=ma 
∴y轴方向上运动的位移为?y=at22< ,显然假设成立。
∴电子在ABCD区域内运动经历时间为t=t1+t2+ t3=2
电子离开时的位移坐标为x=―2L,y=―?y=   
⑵假设释放的位置坐标为(x,y)
在区域I中有:eEL=mv 2   在区域Ⅱ中有:t=
所以y=at2 =     所以这些位置在双曲线y= 位于区I的部分上 

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图.在Oxy平面的ABCD区域内,存在两个场强大小均为E的匀强电场Ⅰ和Ⅱ,两电场的边界均是边长为L的正方形(不计电子所受重…”主要考查了你对  【带电粒子在电场中的加速】  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。

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