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一质量为m,带电量为+q的粒子,以初速度V0从孔射入金属板右侧区域,该区域内存在向左的匀强电场如图所示,若时间t后,电场

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/07/07 09:49:06
一质量为m,带电量为+q的粒子,以初速度V0从孔射入金属板右侧区域,该区域内存在向左的匀强电场如图所示,若时间t后,电场方向突然改变向右,而场强大小不变,此时该粒子拉回到小孔原处时速度恰为零.试问,(重力不计)该电场强度大小为多少?
如图 
正确答案是(2+根号2)mv0/2qt
现在没有人作对的
不知道粒子的初速度方向,貌似无法计算 或者给个图
首先分析运动过程
最终带电粒子的动能被消耗殆尽,说明电场力在此过程中做了负功,其所做负功总和=粒子的动能损耗
假如电场一直维持恒定,即不发生方向变化
那么带电粒子在电场中运动时一定会到达某一点时,速度为0
现在的问题在于,当电场方向发生突变的时候,粒子是否到达此点
假如没有到达此点时,电场方向就发生突变
那么此时粒子方向依然是向右,而电场力方向也是向右的,那么粒子就不能回到初始射入时的小孔,不符合题意.
也就是说,当电场方向发生突变时,粒子已经到达速度0点,并且开始向左运动,此时电场力做负功,粒子的速度变小,当达到小孔时速度恰好为0.
以向右的方向为正,
设当电场方向突变时,粒子相对于小孔的位移为d
很显然,此时粒子的动能为
Ek'=Ek0-qEd
当电场方向突变后,电场力变成向右,此时电场力亦做负功,回到小孔时位移为d,所以有
Ek''=Ek'-qEd=0
解得Ek0=2qEd,
很显然Ek0=0.5mv0^2
再回到电场方向发生突变前,此时粒子的运动方程为
d=vot-0.5att,其中a=qE/m,代入解得
E=mv0/2tq
补充:这个题目还有个计算量比较小的解法,也就是用冲量定理来做
设电场方向突变后经过时间t'后带电粒子到达小孔,则根据冲量定理,可得
mv0-qEt+qEt'=0,得到
mv0=qE(t-t')
然后再根据匀变速运动的关系,找出t和t'的关系即可
一质量为m,带电量为+q的粒子,以初速度V0从孔射入金属板右侧区域,该区域内存在向左的匀强电场如图所示,若时间t后,电场 一个质量为m,带电荷为+q的粒子以初速v0从孔O射入金属板右侧区域,该区域内存在向左的匀强电场.若经过时间t后,电场方向 1、质量为m带电量为+Q的粒子,以水平向右的速度V,从孔O射入金属板右侧区域,该区域内存在水平向左的匀强电场,若经时间t 一质量为m,电荷量为q的带电粒子(不计重力),以平行于电场线的初速度v0射入匀强电场,经过时间t,带电粒子具有的电势能与 一个质量为m.电荷量为q的带电粒子,以平行于电场的初速度v0射入匀强电场,并只在电场力作用下在电场中运动,经过t秒时间, 一质量为m.带电量为q的粒子,以初速度v0从a点竖直向上射入水平匀强电场中,粒子通过电场中b点时的速度为2v0,求a,b 如图所示,质量为m,带电量为q的粒子,以初速度v0,从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中,粒子通过电场中B点 如图所示,质量为m,带电量为q的粒子,以初速度v0,从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中,粒子通过电场中B点 一质量为M,电荷量为Q的带电粒子(不计重力),以平行于电场的初速度vo射入匀 强电场中,经过时间t,带电粒子具有的电势能 如图所示,一个质量为m、带电量为q的微粒,从a点以初速度v0竖直向上射入图示的匀强电场中.粒子通过b点时的速度为2v0, 一个质量为m的电荷量为q的带电粒子,以平行于电场线得出速度v0摄入匀强电场经过时间t,带电粒子具有的电势能与刚射入电场时 如图所示,在真空中,一质量为m、带电荷量为q的粒子,以初速度V0从A点竖直向上射入沿水平方向的匀强电场中,粒子通过电场中