一带电粒子无初速度的进入一加速电场A,然后垂直进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),如图所

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  • 解题思路:(1)粒子在加速电场U1中运动时,电场力对粒子做正功,根据动能定理求解粒子穿过A板时的速度大小v0

    (2)粒子进入偏转电场后做类平抛运动,垂直于电场方向作匀速直线运动,沿电场方向作初速度为零的匀加速直线运动.根据板长和初速度求出时间.根据牛顿第二定律求解加速度,由位移公式求解粒子从偏转电场射出时的侧移量y.

    (3)由速度时间公式求出粒子射出电场时竖直分速度,再根据数学知识,即可求得速度的偏转角θ的正切,即可求得速度的偏转角θ.

    (1)粒子在电场A中加速运动,由动能定理得:qU1=[1/2m

    v20]-0

    得:v0=

    2U1q

    m

    (2)粒子在加速电场中作类平抛运动,

    水平方向为匀速直线运动,则粒子在电场中偏转时间:t=[L

    v0

    竖直方向为匀加速直线运动:a=

    F/m]=[Eq/m]=

    U2q

    dm

    所以粒子从偏转电场射出时的侧移量:y=[1/2at2=

    U2L2

    4U1d]

    (3)粒子从偏转电场射出时:水平方向有:vx=v0,竖直方向有:vy=at=

    U2qL

    dmv0

    粒子从偏转电场射出时速度偏转角满足:tanθ=

    vy

    vx=

    U2L

    2U1d

    所以电子从偏转电场射出时速度偏转角:θ=arctan(

    U2L

    2U1d)

    答:(1)粒子穿过A板时速度大小v0

    2U1q

    m.

    (2)粒子从偏转电场射出时的侧移量y为

    U2L2

    4U1d;

    (3)粒子从偏转电场射出时速度的偏转角θ为arctan(

    U2L

    2U1d).

    点评:

    本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动;动能定理的应用.

    考点点评: 带电粒子关键要掌握电场中类平抛运动的研究方法,知道其方法与平抛运动相似,采用运动的合成与分解,根据牛顿第二定律和运动学公式结合进行求解.

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