在光滑绝缘的水平面内有一边长为L的正方形区域处在场强为E的匀强电场中,电场方向与正方形一边平行.一质量为m、带电量为q的

1个回答

  • 解题思路:设正方形为ABCD,小球从AC中点进入电场.要考虑电场方向的可能性,电场可能平行于AB向左或向右,也可能平行于AC向上或向下.若平行于AB,将做加速或减速,若平行于AC,将做类平抛运动,然后根据动能定理求解.

    ①若电场的方向平行于AB向左,小球所受的电场力向左,小球在匀强电场中做匀减速直线运动,若能达到BD端,

    根据动能定理得:−qEL=Ek−

    1

    2mv02

    则到达另一端时的动能为:Ek=

    1

    2mv02−qEL.

    若不能到达BD端,则又返回到AC段,电场力做功为零,则动能为:Ek=

    1

    2mv02.

    ②若电场的方向平行于AB向右,小球所受的电场力向右,小球在匀强电场中做匀加速直线运动,根据动能定理得:qEL=Ek−

    1

    2mv02

    解得到达BD端的动能为:Ek=qEL+

    1

    2mv02.

    ③若电场的方向平行于AC向上或向下,且都能从上下边缘射出,根据动能定理得:

    qE

    L

    2=Ek−

    1

    2mv02

    解得动能为:Ek=

    1

    2qEL+

    1

    2mv02.

    ④若电场的方向平行于AC向上或向下,不能从上下边缘射出,而是从右边缘射出,在电场中的运动时间:

    t=[L

    v0,

    则偏转位移为:y=

    1/2at2=

    1

    2

    qE

    m

    L2

    v02],

    根据动能定理得:qEy=Ek−

    1

    2mv02,

    解得动能为:Ek=

    1

    2mv02+

    q2E2L2

    2mv02.

    答:①若电场的方向平行于AB向左,动能可能为Ek=

    1

    2mv02−qEL,或Ek=

    1

    2mv02.

    ②若电场的方向平行于AB向右,小球所受的电场力向右,动能Ek=qEL+

    1

    2mv02.

    ③若电场的方向平行于AC向上或向下,且都能从上下边缘射出,动能Ek=

    1

    2qEL+

    1

    2mv02.

    ④若电场的方向平行于AC向上或向下,不能从上下边缘射出,而是从右边缘射出,动能Ek=

    1

    2mv02+

    q2E2L2

    2mv02.

    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: 解决本题的关键知道当速度与合力方向平行时,做直线运动,可能加速直线,也可能做减速直线;当速度与合力垂直时,做曲线运动,故存在多种情况,要分别讨论.

相关问题