题目
(17分)如图所示的直角坐标系中,在直线的y轴区域内存在两个大小相等、方向相反的有界匀强电场,其中x轴上方的电场的方向沿y轴负方向,x轴下方的电场方向沿y轴正方向。在电场左边界上到区域内,连续分布着电荷量为+q,质量为m的粒子。从某时刻起由A点到C点间的粒子,依次连续以相同的速度沿x轴正方向射入电场。若从A点射入的粒子,恰好从y轴上的沿x轴正方向射出电场,其轨迹如图所示。不计粒子的重力及它们间的相互作用。 (1)求匀强电场的电场强度E: (2)求AC间还有哪些位置的粒子,通过电场后也能沿x轴正方向运动?
答案:(1)从A点射出的粒子,由A到的运动时间为T,根据运动轨迹和对称性,x轴方向 ① y轴方向 ② 解得: ③ (2)设到C点的距离为处射出的粒子通过电场后也没x轴正方向,粒子第一次达x轴用时,水平位移为,则 ④ 粒子从电场射出时的速度方向也将沿x轴正方向,则 ⑤ 解之得: ⑥ 即AC间y坐标为 ⑦ 评分说明:①②③式各2分,④式4分,⑤⑥式各2分,⑦式3分