如圖所示為研究電子槍中電子在電場中運動的簡化模型示意圖.在xOy平面的第一象限,存在以x軸、y軸及雙曲線的一段(0≤x≤L,0≤y≤L)為邊界的勻強電場區(qū)域Ⅰ;在第二象限存在以x=-L、x=-2L、y=0、y=L的勻強電場區(qū)域Ⅱ.兩個電場大小均為E,不計電子所受重力,電子的電荷量為e,則:

(1)求從電場區(qū)域Ⅰ的邊界B點(B點的縱坐標為L)處由靜止釋放電子,到達區(qū)域Ⅱ的M點時的速度;
(2) 求(1)中的電子離開MNPQ時的坐標;
(3)證明在電場區(qū)域Ⅰ的AB曲線上任何一點處,由靜止釋放電子恰能從MNPQ區(qū)域左下角P點離開;

(1) v=;(2)(-2L,0);
(3)離開點的橫坐標X1=-2L,縱坐標y1=y-y’=0,即(-2L,0)為P點。

解析試題分析: (1)  B點坐標(, L),在電場I中電子被加速到v,由動能定理
eE=,解得v=
(2)電子進入電場II做類平拋運動,有
t= ;;
所以橫坐標x=" -" 2L;縱坐標y=L-y=0即為(-2L,0)
(3)設釋放點在電場區(qū)域I的AB曲線邊界,其坐標為(x,y),在電場I中電子被加速到v1,然后進入電場II做類平拋運動,有eEx=;t=; ;
所以離開點的橫坐標X1=-2L,縱坐標y1=y-y’=0,即(-2L,0)為P點。
考點: 帶電粒子在電場中的運動

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示是研究光電效應現(xiàn)象的實驗電路,、為兩正對的圓形金屬板,兩板間距為,板的半徑為,且。當板正中受一頻率為的細束紫外線照射時,照射部位發(fā)射沿不同方向運動的光電子,形成光電流,從而引起電流表的指針偏轉。已知普朗克常量h、電子電荷量e、電子質(zhì)量m。

(1)若閉合開關S,調(diào)節(jié)滑片P逐漸增大極板間電壓,可以發(fā)現(xiàn)電流逐漸減小。當電壓表示數(shù)為時,電流恰好為零。求:
①金屬板N的極限頻率;
②將圖示電源的正負極互換,同時逐漸增大極板間電壓,發(fā)現(xiàn)光電流逐漸增大,當電壓達到之后,電流便趨于飽和。求此電壓。
(2)開關S斷開,在MN間加垂直于紙面的勻強磁場,逐漸增大磁感應強度,也能使電流為零,求磁感應強度B至少為多大時,電流為零。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(14分)如圖1所示,真空中相距d=5cm的兩塊平行金屬板A、B與電源連接(圖中未畫出),其中B板接地(電勢為零),A板電勢變化的規(guī)律如圖2所示。 將一個質(zhì)量2X10-27kg,電量q=+1.6X10-19c的帶電粒子從緊臨B板處釋放,不計重力。

求:(1)在時刻釋放該帶電粒子,釋放瞬間粒子加速度的大小;
(2)若A板電勢變化周期T=1.0X10-5s,在時將帶電粒子從緊臨B板處無初速釋放,粒子到達A板時速度的大;
(3)A板電勢變化頻率多大時,在t=T/4到t=T/2時間內(nèi)從緊臨B板處無初速釋放該帶電粒子,粒子不能到達A板。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示為研究電子槍中電子在電場中運動的簡化模型示意圖。在Oxy平面的ABCD區(qū)域內(nèi),存在兩個場強大小均為E的勻強電場I和II,兩電場的邊界均是邊長為L的正方形(不計電子所受重力)。若在該區(qū)域AB邊的中點處由靜止釋放質(zhì)量為m,帶電量為e的電子:

(1)求電子離開勻強電場I時的速度;
(2)求電子離開勻強電場II的位置(位置坐標用L表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示的示波管,電子由陰極K發(fā)射后,初速度可以忽略.經(jīng)加速后水平經(jīng)A板小孔,沿M、N兩極板中線飛入偏轉電場,最后打在熒光屏上的P點,已知加速電壓為U1=2U.電源電動勢E=U.內(nèi)電阻r=0.R1=R,滑動變阻器的總電阻R2=R滑片位于中間位置,兩偏轉極板間距為L,板長為2L.從偏轉極板的右端到熒光屏的距離為L,O點為兩極板中線與熒光屏的交點.求:

(1)偏轉電極MN間的電勢差U2
(2)電子打在熒光屏上的偏距OP

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,在正交坐標系xOy的第一、四象限內(nèi)分別存在兩個大小相等、方向不同的勻強電場,兩組平行且等間距的實線分別表示兩個電場的電場線,每條電場線與x軸所夾的銳角均為60°.一質(zhì)子從y軸上某點A沿著垂直于電場線的方向射入第一象限,僅在電場力的作用下第一次到達x軸上的B點時速度方向正好垂直于第四象限內(nèi)的電場線,之后第二次到達x軸上的C點.求OB與BC的比值。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(16分)如圖甲所示,M和N是相互平行的金屬板,OO1O2為中線,O1為板間區(qū)域的中點,P是足夠大的熒光屏.帶電粒子連續(xù)地從O點沿OO1方向射入兩板間.

(1)若只在兩板間加恒定電壓U,M和N相距為d,板長為L(不考慮電場邊緣效應).若入射粒子是電量為e、質(zhì)量為m的電子,試求能打在熒光屏P上偏離點O2最遠的電子的動能.
(2)若兩板間只存在一個以O1點為圓心的圓形勻強磁場區(qū)域,磁場方向垂直紙面向里,已知磁感應強度B=0.50T,兩板間距d=cm,板長L=1.0cm,帶電粒子質(zhì)量m=2.0×10-25kg,電量q=8.0×10-18C,入射速度v =×105m/s.若能在熒光屏上觀察到亮點,試求粒子在磁場中運動的軌道半徑r,并確定磁場區(qū)域的半徑R應滿足的條件.
(3)若只在兩板間加如圖乙所示的交變電壓u,M和N相距為d,板長為L(不考慮電場邊緣效應).入射粒子是電量為e、質(zhì)量為m的電子.某電子在t0=時刻以速度v0射入電場,要使該電子能通過平行金屬板,試確定U0應滿足的條件.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示的電路中,電源電動勢E=6V,內(nèi)阻r=1Ω,電阻R1=3Ω,R2=6Ω,電容器的電容C=3.6μF,二極管D具有單向導電性,開始時,開關S1閉合,S2斷開。

(1)合上S2,待電路穩(wěn)定以后,求電容器C上電量變化了多少?
(2)合上S2,待電路穩(wěn)定以后再斷開S1,求斷開S1后流過R1的電量是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,一平行板電容器接在U=12 V的直流電源上,電容C=3.0×10-10 F,兩極板間距離d=1.20×10-3m,取g=10 m/s2,求:

(1)該電容器所帶電量.
(2)若板間有一帶電微粒,其質(zhì)量為m=2.0×10-3 kg,恰在板間處于靜止狀態(tài),則該微粒帶電荷量為多少?帶何種電荷?

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