(3)
2
3
l
【解析】
【分析】
【详解】
(1)电子在离开B板时的速度为v,根据动能定理可得:2
1
1
2
eU mv
=
得:1
2eU
v
m
=
电子进入偏转电场水平方向做匀速直线运动,则有:
1
2
l m
t l
v eU
==
(2)电子在偏转电极中的加速度:1
eU
a
md
=
离开电场时竖直方向的速度:2
1
2
y
U l e
v at
d mU
==
离开电场轨迹如图所示:
电子的速度与水平方向的夹角:2
1
tan45?=
2
y
v U l
v dU
=
解得:1
2
2dU
U
l
=
(3)离开电场的侧向位移:2
10
1
2
y at
=
解得:
12
l y = 电子离开电场后,沿竖直方向的位移:2tan 45=66l l y =
? 电子到达荧光屏离O 点的距离:1223
Y y y l =+=
【点睛】 本题考查带电粒子在电场中的运动,要注意明确带电粒子的运动可分加速和偏转两类,加速一般采用动能定理求解,而偏转采用的方法是运动的合成和分解.
21.在一个水平面上建立x 轴,在过原点O 垂直于x 轴的平面的右侧空间有一个匀强电场,场强大小E=6.0×105 N/C ,方向与x 轴正方向相同,在原点O 处放一个质量m=0.01 kg 带负电荷的绝缘物块,其带电荷量q = -5×10-8 C .物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,给物块一个沿x 轴正方向的初速度v 0=2 m/s.如图所示.试求: (1)物块沿x 轴正方向运动的加速度;
(2)物块沿x 轴正方向运动的最远距离;
(3)物体运动的总时间为多长?
【答案】(1)5 m/s 2 (2)0.4 m (3)1.74 s
【解析】
【分析】
带负电的物块以初速度v 0沿x 轴正方向进入电场中,受到向左的电场力和滑动摩擦力作用,做匀减速运动,当速度为零时运动到最远处,根据动能定理列式求解;分三段进行研究:在电场中物块向右匀减速运动,向左匀加速运动,离开电场后匀减速运动.根据运动学公式和牛顿第二定律结合列式,求出各段时间,即可得到总时间.
【详解】
(1)由牛顿第二定律可得mg Eq ma μ+= ,得25m/s a =
(2)物块进入电场向右运动的过程,根据动能定理得:()210102mg Eq s mv μ-+=-
. 代入数据,得:s 1=0.4m
(3)物块先向右作匀减速直线运动,根据:00111??22t v v v s t t +=
=,得:t 1=0.4s 接着物块向左作匀加速直线运动:221m/s qE mg a m =μ-=
. 根据:212212
s a t = 得220.2t s =