
(24-25高二上·黑龙江·期中)如图所示,粒子源S不断沿y轴正方向发射质量为m,带电量大小为q的带正电粒子。粒子首先进入偏转区,其中有匀强电场E,沿y轴方向区域宽度为d,沿x轴方向左右无边界。离开电场后,粒子进入沉积区,在沉积区中,粒子受到大小恒为f=2qE的摩擦阻力作用。粒子会在阻力作用下停止在沉积区中并被探测到,不计重力,建立坐标系xoy如图所示。
(1)若已知粒子在沉积区沿x轴方向位移为d,沿y轴方向位移为2d,求粒子离开电场时的速度大小;
(2)若离子源发射的粒子初速度为 ,求出带电粒子沉积处的坐标(x,y);
(3)承接(2),如果电场大小并不稳定,而是随时间在0和E之间波动,但由于粒子初速度较高,可以认为每个单独的粒子在运动过程中受到的电场是不变的匀强场。分析可以得出带电粒子在沉积区能够到达的位置形成了如图所示的图形OBCD,请求B、C、D三个点的坐标,并求BD段曲线的方程(用x=f(y)的形式表示)。
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算
、用动能定理求解外力做功和初末速度
该题有详细解析可以查阅
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