Question

【題目】如圖所示為電子槍中電子在電場中運動的簡化模型示意圖。在Oxy平面的ABCD區(qū)域內，存在兩個場強大小均為E的勻強電場I和II，兩電場的邊界均是邊長為L的正方形，已知質量為m，電荷量為e的電子可正常穿過電場I和II區(qū)域（不計重力）。

（1）在I區(qū)域AB邊的中點處由靜止釋放電子，求電子離開電場I區(qū)域時的速度。

（2）求電子離開電場I區(qū)域所用的時間。

（3）求電子離開CD邊的位置坐標。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）（－2L，L）

【解析】

(1)電子在電場I中做勻加速直線運動，出區(qū)域I時的為v1，有

解得：

(2)電子在電場I中做勻加速直線運動，電場力提供加速度有：

根據(jù)運動學公式：

聯(lián)立解得：

(3)電子在電場II做類平拋運動，假設電子從CD邊射出，出射點縱坐標為y，則有：

所以有：

解得：

所以原假設成立，即電子離開ABCD區(qū)域的位置坐標為（－2L，）

答：(1)在I區(qū)域AB邊的中點處由靜止釋放電子，電子離開電場I區(qū)域時的速度。

(2)電子離開電場I區(qū)域所用的時間。

(3)電子離開CD邊的位置坐標為（－2L，）。