2.分析此类问题要注意:粒子在哪个方向不受力,在哪个方向受电场力,粒子的运动轨迹向哪个方向弯曲.
例2 长为L的平行金属板水平放置,两极板带等量的异种电荷,板间形成匀强电场,一个带电荷量为+q、质量为m的带电粒子,以初速度v0紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场,刚好从下极板边缘射出,射出时速度恰与下极板成30°角,如图2所示,不计粒子重力,求:
图2
(1)粒子末速度的大小;
(2)匀强电场的场强;
(3)两板间的距离.
答案 (1) (2) (3)L
解析 (1)粒子离开电场时,合速度与水平方向夹角为30°,由几何关系得合速度:v==.
(2)粒子在匀强电场中做类平抛运动,
在水平方向上:L=v0t,
在竖直方向上:vy=at,
vy=v0tan30°=,
由牛顿第二定律得:qE=ma
解得:E=.
(3)粒子做类平抛运动,
在竖直方向上:d=at2,解得:d=L.
三、带电粒子在交变电场中的运动
例3 在如图3所示的平行板A、B上分别加如图4甲、乙所示的两种电压,开始B板的电势比A板高.在电场力作用下原来静止在两板中间的电子开始运动.若两板间距足够大,且不计重力,试分析电子在两种交变电压作用下的运动情况,并画出相应的v-t图像.
图3