如圖所示，離子發生器發*一束質量為m、電荷量為＋q的離子，從靜止經PQ兩板間的加速電壓加速後，以初速度v0從a...

問題詳情：

如圖所示，離子發生器發*一束質量為m、電荷量為＋q的離子，從靜止經PQ兩板間的加速電壓加速後，以初速度v0從a點沿ab方向進入一勻強電場區域，abcd所圍成的正方形是該勻強電場的邊界，已知ab長為L，勻強電場的方向與ad邊平行且由a指向d．

（1）求加速電壓U0；

（2）若離子恰從c點飛離電場，求a、c兩點間的電勢差Uac；

（3）若離子從abcd邊界上某點飛出時的動能為mv02，求此時勻強電場的場強大小E．

【回答】

（1）（2）（3）

【詳解】

(1)對直線加速過程，根據動能定理，有：

qU0=

解得:

U0=

(2)設此時場強大小為E，則:ab方向，有

L=v0t

ad方向，有:

L=

Uac= EL =

（3）根據可知，離子*出電場時的速度

，

方向與ab所在直線的夾角為45°，即

，

根據

，，

可得x=2y，則離子將從bc邊上的中點飛出，即

根據動能定理，有：

解得

知識點：電勢差與電場強度的關係

題型：解答題