1、
如图所示为研究电子枪中电子在恒定电场中运动的简化模型示意图。在xOy 平面的第一象限,存在以x轴、y轴及双曲线的一段(0≤x≤L,0≤y≤L)为边界的匀强电场区域I,电场强度为E;在第二象限存在以(-2L≤x≤0,0≤y≤L)为边界的匀强电场区域Ⅱ。一电子(电荷量大小为e,质量为m,不计重力)从电场I的边界B点处由静止释放,恰好从N点离开电场区域Ⅱ。求:
(1)电子通过C点时的速度大小;
(2)电场区域Ⅱ中的电场强度的大小;
(3)试证明:从AB曲线上的任一位置由静止释放的电子都能从N点离开电场。
【考点】
【答案】
(1) (2)E/2 (3) 2L
【解析】
(1)由双曲线知BC间距离为L/2
从B到C由动能定理
解得电阻通过C点时的速度大小
(2)电子从C点进入区域Ⅱ,在区域Ⅱ中做类平抛运动
X轴方向
y轴方向
解得区域Ⅱ中的电场强度的大小
(3)设电子从AB曲线上P(x,y)点进入电场Ⅰ区域
在区域Ⅰ由动能定理
假设电子能够在区域Ⅱ中一直做类平抛运动且落在x轴上的处。则
Y轴方向
X轴方向
解得
即所有从边界AB曲线上由静止释放的电子均从N点射出
题型:解答题
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难度:较难
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