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为
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.