18．如圖所示，相距為d 的兩塊平行金屬板M、N 與電源相連，電鍵S 閉合后，M、N 間有勻強電 場．一個帶電粒子，垂直于電場方向從M 板邊緣射入電場，恰打在N 板中央．若不計重力，求：為了使粒子能剛好飛出電場，N 板應(yīng)向下移動多少？

分析 以一定速度垂直進入偏轉(zhuǎn)電場，由于速度與電場力垂直，所以粒子做類平拋運動．這樣類平拋運動可將看成沿初速度方向的勻速直線與垂直于初速度方向勻加速直線運動．根據(jù)運動學(xué)公式解題．

解答 解：由于一重力不計的帶電粒子垂直于電場方向從M邊緣射入電場，做類平拋運動，水平方向做勻速直線運動，豎直方向做初速度為零的勻加速直線運動，且恰好打在N板中央，設(shè)極板間的電壓為U、極板間的寬度為d、極板的長度為L，粒子的初速度為v0．
所以水平方向：$\frac{L}{2}$=v0t ①
豎直方向：d=$\frac{1}{2}$at2=$\frac{1}{2}$$\frac{qU}{dm}$t2 ②
由②解得：d2=$\frac{qU}{2m}$t2 ③
為使粒子剛好能飛出電場，則水平方向：L=v0t2 ④
由①④兩式解得：t2=2t ⑤
此過程保持電鍵閉合狀態(tài)，即上面公式中電壓U不變，由③⑤兩式可知當(dāng)時間由t變?yōu)?t時，d變?yōu)?d，即極板寬度變?yōu)樵瓉淼膬杀叮琋板向下移動d．
答：N 板應(yīng)向下移動d即可．

點評 帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)時做勻加速曲線運動．應(yīng)用處理類平拋運動的方法處理粒子運動，關(guān)鍵在于分析臨界條件．

練習(xí)冊系列答案
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A．甲是速度隨時間變化圖象B．乙是位移隨時間變化圖象
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9．一簡諧橫波沿x軸正向傳播，t=0時刻的波形如圖（a）所示，x=0.30m處的質(zhì)點的振動圖線如圖（b）所示，該質(zhì)點在t=0時刻的運動方向沿y軸正向（填“正向”或“負(fù)向”）．已知該波的波長大于0.30m，則該波的波長為0.8m．

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6．均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場．如圖所示，在半 球面 AB 上均勻分布正電荷，總電荷量為 q，球面半徑為 R，CD 為通過半球頂點與球心 O 的軸線，在軸線上有 M、N 兩點，OM=ON=2R．已知 M 點的場強大小為 E，則 N 點的場強大小為$\frac{kq}{2{R}^{2}}$-E．

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13．如圖所示電子射線管．陰極K發(fā)射電子，陽極P和陰極K間加上電壓后電子被加速．A、B是偏向板，使飛進的電子偏離．若已知P、K間所加電壓UPK=2.5×103V，偏向板長L=6.0×10-2m，板間距離d=10-2m，所加電壓UAB=100V．R=1.4×10-2m．電子質(zhì)量me=9.1×10-31kg，電子電量e=-1.6×10-19C．設(shè)從陰極出來的電子速度為0．試問：
（1）電子通過陽極P板的速度v0是多少？
（2）電子通過偏向板時具有動能Ek是多少？
（3）電子通過偏向板到達熒光屏上O′點，此點偏離入射方向的距離y是多少？

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3．噴墨打印機的結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示，其中墨盒可以發(fā)出墨汁微滴，其半徑約為10-5m，此微滴經(jīng)過帶電室時被帶上負(fù)電，帶電的多少由計算機按字體筆畫高低位置輸入信號加以控制．帶電后的微滴以一定的初速度進入偏轉(zhuǎn)電場，帶電微滴經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場發(fā)生偏轉(zhuǎn)后，打到紙上，顯示出字體．無信號輸入時，墨汁微滴不帶電，徑直通過偏轉(zhuǎn)板而注入回流槽流回墨盒．設(shè)偏轉(zhuǎn)板板長1.6cm，兩板間的距離為0.50cm，偏轉(zhuǎn)板的右端距紙3.2cm．若一個墨汁微滴的質(zhì)量為1.6×10-10 kg，以20m/s的初速度垂直于電場方向進入偏轉(zhuǎn)電場，兩偏轉(zhuǎn)板間的電壓是8.0×103 V，若墨汁微滴打到紙上點距原射入方向的距離是2.0mm．求這個墨汁微滴通過帶電室?guī)У碾娏渴嵌嗌�？（不計空氣阻力和重力，可以認(rèn)為偏轉(zhuǎn)電場只局限在平行板電容器內(nèi)部，忽略邊緣電場的不均勻性．）為了使紙上的字體放大10%，請你分析提出一個可行的方法．

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10．如圖（a）所示，真空室中電極K發(fā)出的電子（初速不計）經(jīng)過U0=1000V的加速電場后，由小孔S沿兩水平金屬板A、B間的中心線射入，A、B板長l=0.20m，板間距離d=0.02m．加在A、B兩板間的電壓“隨時間變化的u-t圖線如圖（b）所示．設(shè)A、B間的電場可看作是均勻的，且兩板外無電場，在每個電子通過電場區(qū)域的極短時間內(nèi)，電場可視作恒定的．兩板右側(cè)放一記錄圓筒，筒的左側(cè)邊緣與極板右端距離b=0.15m，筒能接收到通過A、B板的全部電子，以t-0時（見圖（b），此時u=0）電子打到圓筒記錄紙上的點作為y坐標(biāo)系的原點，并取y軸豎直向上．試計算

（1）電子能穿出偏轉(zhuǎn)電場的偏轉(zhuǎn)電壓的最大值為多少？
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7．一束初速度不計的電子在經(jīng)U1的加速電壓加速后，在距兩極板等距處垂直進入平行板間的勻強電場，兩極板間電壓為U2，如圖所示，若板間距離為d，板長為l，偏轉(zhuǎn)電極邊緣到熒光屏的距離為L，偏轉(zhuǎn)電場只存在于該平行板之 間．已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，假設(shè)電子能夠打出平行金屬板，求：
（1）電子離開加速電場時速度大小；
（2）電子離開偏轉(zhuǎn)電場時豎直方向的位移；
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8．如圖電路中，電池組的電動勢E=42V，內(nèi)阻r=2Ω，定值電阻R=20Ω，D是電動機，其線圈電阻R′=1Ω，電動機正常工作時，理想電壓表示數(shù)為20V．求電動機正常工作時：
（1）通過電動機的電流；
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