解题思路:根据电场力方向与电场线方向关系判断粒子带正电还是负电;带电粒子先在AB间做匀加速直线运动然后CD间做类平抛运动,出了电场后做匀速直线运动.粒子在加速电场中,由动能定理求解获得的速度v0的大小,粒子在偏转电场中,做类平抛运动,由牛顿第二定律求得加速度.粒子水平方向做匀速直线运动,由水平位移l和v0求出运动时间.粒子在竖直方向做初速度为零的匀加速运动,由位移公式求解侧向偏移量y,射出磁场后做匀速直线运动,根据位移速度公式求解位移,进而即可求解侧移y.
(1)电场力方向与电场线方向相同,所以粒子带正电.
(2)粒子在加速电场中加速时,由动能定理可得:qU=[1/2]mv02
在偏转电场中做类平抛运动,由动力学知识可得电子离开偏转电场时的侧位移为:y1=[1/2]at2
水平方向有:s=v0t
加速度为:a=[qE/m]
竖直分速度为:vy=at
则速度偏向角的正切为:tanθ=
vy
v0
电子离开偏转电场后做匀速运动,在打到荧光屏上的这段时间内,竖直方向上发生的位移为:y2=Ltanθ
联立以上各式可得电子打到荧光屏上时的侧移为:y=y1+y2=[Es/4U](s+2L)
(3)根据动能定理:qU+qEy1=Ek-0
得:Ek=
(4U2+E2S2)q
4U
答:(1)带正电.
(2)粒子打在荧光屏上距O点下方[ES/4U](S+2L ).
(3)粒子打在荧光屏上时的动能为
(4U2+E2S2)q
4U.
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动.
考点点评: 本题是带电粒子先加速后偏转问题,电场中加速根据动能定理求解获得的速度、偏转电场中类平抛运动的研究方法是运动的分解和合成,常规问题.