一束质量为m、电量为q的带电粒子以平行于两极板的速度v0进入匀强电场,如图所示,如果两极板间电压为U,两极板间的距离为d

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  • 解题思路:根据粒子在电场中受到电场力作用,导致粒子偏转,由运动学公式与牛顿第二定律可求出偏转位移y,并由W=

    qEy=q

    U

    d

    y

    ,即可求解.

    粒子在电场中做类平抛运动,

    根据牛顿第二定律与运动学公式可得,

    经过电场后的偏转位移y=[1/2at2=

    1

    2

    qU

    md(

    L

    v0)2

    而电场中,电势能的变化量等于电场力做功的多少,

    即△E=W

    又W= -qEy=-q

    U

    dy

    由以上两式,综合而得,

    飞出极板时电势能的变化量为-

    q2U2L2

    2md2

    v20]

    故答案为:-

    q2U2L2

    2md2

    v20

    点评:

    本题考点: 匀强电场中电势差和电场强度的关系.

    考点点评: 本题运用动能定理研究带电粒子的电场中和复合场中的运动,列式时要抓住洛伦兹力不做功的特点.

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