Question

【题目】如图所示,竖直平面xoy内有三个宽度均为L首尾相接的电场区域ABFE、BCGF和CDHG.三个区域中分别存在方向+y、+y、+x的匀强电场,其场强大小比例为2:1:2.现有一带正电的物体以某一初速度从坐标为（0,L）的P点射入ABFE场区,初速度方向水平向右。物体恰从坐标为（2L,）的Q点射入CDHG场区，已知物体在ABFE区域所受电场力和所受重力大小相等，重力加速度为g，物体可以视作质点，y轴竖直向上，区域内竖直方向电场足够大。求：

（1）物体进入ABFE区域时的初速度大小；

（2）物体在ADHE区域运动的总时间；

（3）物体从DH边界射出位置的坐标。

Answer 1

【答案】(1) (2) (3) (3L，)

【解析】

(1)在ABFE内，重力和电场力相等，有

在BCGF中，物体在竖直方向的加速度为

由类平抛运动可知

可得

(2)物体在ACGE中的运动时间为

在CDHG内，在沿x轴方向，物块做初速度为，加速度为g的匀加速运动，有

解得

(3) 在CDHG区域，沿与水平方向夹角为45°，物体做匀加速直线运动，竖直方向位移为L，则物体从DH边界射出位置的坐标为（3L，）。