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试题详情及答案解析
13分)如图所示,一对带电平行金属板A、B与竖直方向成30°角放置.B板中心有一小孔正好位于平面直角坐标系 xOy上的O点,y轴沿竖直方向.一比荷为1.0×105C/kg的带正电粒子P从A板中心O′处静止释放后沿做匀加速直线运动,以速度vo=104m/s,方向与x轴正方向夹30°角从O点进入第四象限匀强电场,电场仅分布在轴的下方,场强大V/m,方向与x轴正方向成60°角斜向上,粒子的重力不计.试求:

(1)AB两板间的电势差
(2)粒子P离开第四象限电场时的坐标;
(3)若在P进入第四象限匀强电场的同时,在电场中适当的位置由静止释放另一与P完全相同的带电粒子Q,可使两粒子在离开电场前相遇.求所有满足条件的释放点的集合(不计两粒子之间的相互作用力).
答案:1)500V;(2) (1,0) (3)  且m
试题分析:(1)由动能定理     (2分)
可得   (2分)
(2)粒子P在进入电场后做类平抛运动,设离开电场时距O距离为L,如图所示,

          (2分)
          (2分)
解得 L=1m   所以P离开电场时的坐标为(1,0)   (1分)
(3)由于粒子Q与P完全相同,所以只需在P进入电场时速度方向的直线上的OM范围内任一点释放粒子Q,可保证两者在离开电场前相碰,   (1分)
所在的直线方程为               (1分)
m
故M的横坐标为 m       (1分)
所以所有满足条件的释放点的集合为 且m   (1分)
考点:带电粒子在电场中的运动、类平抛运动、动能定理。