2007上海物理高考22题

问题描述：

边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场。电量为q、动能为Ek的带电粒子从a点沿ab方向进入电场，不计重力。
（1）若粒子从c点离开电场，求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能；
（2）若粒子离开电场时动能为Ek’，则电场强度为多大？

问题解答：

提示：此题类似于平抛运动。

1）

在ab方向上粒子做匀速运动，在bc方向上粒子做初速度为0的匀加速运动，设这个加速度为a、粒子质量为m

则粒子的初速度v0有Ek=0.5mv0^2

粒子在电场中的时间t=L/v0

bc方向上有L=0.5at^2,ma=qE

由以上解得E=4Ek/qL

从a到c只用电场力做功，则电场力做的功W=qE×L=4Ek

从而得粒子离开电场时的动能Ek1=Ek+W=5Ek 

2)

同样

在ab方向上粒子做匀速运动，在bc方向上粒子做初速度为0的匀加速运动，设这个加速度为a、粒子质量为m

则粒子的初速度v0有Ek=0.5mv0^2

粒子在电场中的时间t=L/v0，得bc方向的速度为v=at，

因为从进入电场到飞出电场，只有电场力做功

所以Ek’-Ek=0.5mv^2,ma=qE

以上各式连立解得所求E=