Question

．如右圖所示，邊長為L的正方形區(qū)域abcd內存在著勻強電場。電荷量為q、動能為E_k的帶電粒子從a點沿ab方向進入電場，不計重力。

(1)若粒子從c點離開電場，求電場強度的大小和粒子離開電場時的動能；

(2)若粒子離開電場時動能為E'_k，則電場強度為多大？

Answer 1

（1）5E_k（2）

解析:

(1)設帶電粒子的質量為m

由E_k=mV₀² 

得：V₀=  ①………………(1分)

\粒子在電場中運動時間：

t==L  ②………………(1分)

粒子在沿電場或方向做勻加速直線運動

\L=at²    ③ ……………………(1分)

F_電=E_q=ma  ④………………………………(1分)

由②③④得：E=………………(2分)

離開電場時的動能：E'_k=E_k+W_電=E_k+EqL=5E_k ……………………(2分)

(2)設粒子離開電場時沿電場線方向的位移為S 

則E'_k=E_k+E'_q·S   ⑤……………………(1分)

S=at²  ⑥……………………(1分)

E'_q=ma   ⑦……………………(1分)

L=V₀·t  ⑧……………………(1分)

由②⑤⑥⑦得：E=………………(3分)