在平行板电容器之间有匀强电场,一带电粒子以速度v垂直电场线射入电场,在穿越电场的过程中,粒子的动能

2025-05-03 06:18:20
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建立直角坐标系,初速度方向为x轴方向,垂直于速度方向为y轴方向.
设粒子的质量m,带电量为q,初速度v;匀强电场为E,在y方向的位移为y.
速度为2v时通过匀强电场的偏移量为y′,平行板板长为L.
由于带电粒子垂直于匀强电场射入,粒子做类似平抛运动.
x方向上:L=vt
y方向上:y=
1
2
at 2 =
1
2
qE
m
L
v
2  
两次入射带电粒子的偏移量之比为
y
y′
=
1
2
qE
m
(
L
v
) 2
1
2
qE
m
(
L
2v
) 2
=
4
1

粒子增加的动能 E qy =2E K -E K
速度为2v时增加的动能为 E qy ′=2E′ K -
1
2
m(2v) 2 =E′ K -4E K
解方程组得:E′ K =4.25E K
所以粒子穿出电场时的动能为4.25E K