精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
如图所示,边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场.电量为q、动能为Ek的带电粒子从a点沿ab方向进入电场,不计重力.
(1)若粒子从c点离开电场,求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能?
(2)若粒子由bc边离开电场动能为Ek′,则电场强度为多大?
(3)若粒子由cd边离开电场动能为Ek′,则电场强度为多大?
分析:(1)将运动沿着水平和竖直方向正交分解,运用牛顿运动定律、运动学公式和动能定理列式求解;
(2)、(3)粒子在ab方向上作匀速运动;粒子在ad方向上做初速度为0的匀加速运动;运用牛顿运动定律、运动学公式和动能定理列式求解;
解答:解:(1)粒子的初动能为,EK=
1
2
m
v
2
0

粒子在ab方向上作匀速运动,L=v0t
粒子在ad方向上做初速度为0的匀加速运动,L=
1
2
at2
根据牛顿第二定律,a=
qE
m

所以E=
4Ek
qL

根据动能定理,有:qEL=Ekt-EK
所以Ekt=qEL+EK=5EK
(2)、(3)根据牛顿第二定律,有
  qE=ma ①
沿初速度方向做匀速运动,有
  x=v0t ②
沿电场方向的分位移为
  y=
1
2
at2
根据动能定理,有
  qEy=EK′-Ek
当带电粒子从bc边飞出时,x=L,y<L,由①②③④式联立解得:E=
2
Ek(Ek′-Ek)
qL

当带电粒子从cd边飞出时,y=L,x<L,由①②③④式联立解得:E=
Ek′-Ek
qL

答:(1)电场强度的大小为
4Ek
qL
,粒子离开电场时的动能为5EK
(2)当带电粒子从bc边飞出时,电场强度大小为
2
Ek(Ek′-Ek)
qL

(3)当带电粒子从cd边飞出时,电场强度大小为
Ek′-Ek
qL
点评:本题关键将带电粒子的运动沿初速度方向和电场方向进行正交分解,然后根据牛顿第二定律和运动学公式列式求解.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场.电量为q、动能为Ek的带电粒子从a点沿ab方向进入电场,不计带电粒子的重力.
(1)若粒子从c点离开电场,求粒子离开电场时的动能Ek1
(2)若粒子离开电场时动能为Ek′,则电场强度可能为多大?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,边长为L的正方形线图abcd匝数为n、电阻为r,外电路的电阻为R,线圈位于磁感应强度为B的匀强磁场中,若线圈从图示位置开始,以角速度ω绕OO′轴匀速转动,则以下判断中正确的是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,边长为L的正方形导线框底边水平,且平行于正下方的磁场边界,正下方的匀强磁场宽度均为L,磁感强度等值反向,两磁场区域紧邻.当线框底边进入磁场I区域时,导线框恰好做匀速运动,这时导线框的电功率为P.则当导线框底边刚进入磁场II区域时,下列结论正确的是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场,一个质量为m、电量为q、初速度为v0的带电
粒子从a点沿ab方向进入电场,不计重力.若粒子恰好从c点离开电场,则电场强度E=
 
;粒子离开电场时的动能为
 

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,边长为L的正方形闭合线框,在磁感应强度为B的匀强磁场中,以一条边为轴,以角速度ω匀速转动,转轴与B垂直,线圈总电阻为R,导线电阻不计.下列说法中正确的是(  )

查看答案和解析>>

同步练习册答案