Question

如圖所示，在長為2L、寬為L的ABCD區(qū)域內(nèi)有一半的空間存在場強(qiáng)為E、方向平行于BC邊的勻強(qiáng)電場，現(xiàn)有一個質(zhì)量為m，電量為e的電子，以平行于AB邊的速度v₀從區(qū)域的左上角A點(diǎn)射入該區(qū)域，不計(jì)電子所受的重力，則：

(1)當(dāng)無電場的區(qū)域位于左側(cè)時(如圖甲)，求電子射出ABCD區(qū)域時的動能；

(2)當(dāng)無電場區(qū)域的左邊界距AD的距離為x時(如圖乙)，要使這個電子能從區(qū)域的右下角的C點(diǎn)射出，電子的初速度v₀應(yīng)滿足什么條件。

Answer 1

(1)電子先做勻速運(yùn)動，進(jìn)入電場后做類平拋運(yùn)動，設(shè)電子恰好從C點(diǎn)射出電場。

電子在電場中運(yùn)動的加速度a＝

設(shè)電子在電場中的運(yùn)動時間為t，則有

L＝v₀t

L＝at²

解得：v₀＝

①當(dāng)v₀≤時，電子從電場的下邊界射出電場

射出電場時的動能 E_k＝mv＋eEL

②v₀>時，電子從電場的右邊界射出電場

射出電場時沿電場方向的位移 y＝at²＝

射出電場時的動能 E_k＝mv＋eEy＝mv＋

(2)電子先做類平拋運(yùn)動，接著做勻速直線運(yùn)動，最后做類斜下拋運(yùn)動。

設(shè)電子整個運(yùn)動時間為t₁，則有

2L＝v₀t₁

L＝a()²＋a··

解得：v₀＝

解析:

略