如圖所示,在長為2L、寬為L的區(qū)域內(nèi)正好一半空間有場強(qiáng)為E、方向平行于短邊的勻強(qiáng)電場,有一個質(zhì)量為m,電量為e的電子,以平行于長邊的速度v0從區(qū)域的左上角A點(diǎn)射入該區(qū)域,不計電子所受重力,要使這個電子能從區(qū)域的右下角的B點(diǎn)射出,求:

(1)無電場區(qū)域位于區(qū)域左側(cè)一半內(nèi)時,如圖甲所示,電子的初速度應(yīng)滿足什么條件;
(2)無電場區(qū)域的左邊界離區(qū)域左邊的距離為x時,如圖乙所示,電子的初速度又應(yīng)滿足什么條件。
(2)

試題分析:⑴左側(cè)一半無場,電子勻速運(yùn)動.右側(cè)一半類平拋運(yùn)動的側(cè)向位移為L,在電場中由電場力作用產(chǎn)生的加速度為 ,  (2分)
,  (2分)
   (2分)
   (2分)
(2)無電場的一半?yún)^(qū)域位于距左側(cè)x處,則電子先做類平拋運(yùn)動,接著做勻速直線運(yùn)動,最后做類斜下拋運(yùn)動.但水平方向上一直勻速運(yùn)動,(1分)
在豎直方向上勻加速時間和勻速時間各為一半,即.(1分)
設(shè)豎直方向上勻速運(yùn)動的速度為V,則有   (3分)
又電子恰從區(qū)域的右下角射出,故, (3分)
解得. (1分)
點(diǎn)評:難度較大,處理粒子在交變電場中的運(yùn)動問題,粒子進(jìn)入另外一個電場中的速度大小以及方向是解決的關(guān)鍵,可靈活應(yīng)用力的獨(dú)立作用原理處理此類問題
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,勻強(qiáng)電場方向沿x軸的正方向,場強(qiáng)為E。在Ad,0)點(diǎn)有一個靜止的中性微粒,由于內(nèi)部作用,某一時刻突然分裂成兩個質(zhì)量均為m的帶電微粒,其中電荷量為q的微粒1沿y軸負(fù)方向運(yùn)動,經(jīng)過一段時間到達(dá)(0,-d)點(diǎn)。不計重力和分裂后兩微粒間的作用。試求
(1)分裂時兩個微粒各自的速度;
(2)當(dāng)微粒1到達(dá)(0,-d)點(diǎn)時,電場力對微粒1做功的瞬間功率;
(3)當(dāng)微粒1到達(dá)(0,-d)點(diǎn)時,兩微粒間的距離。

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科目:高中物理 來源:不詳 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(diǎn),P是足夠大的熒光屏.帶電粒子連續(xù)地從O點(diǎn)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(yīng)).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(diǎn)O2最遠(yuǎn)的電子的動能.
(2)若兩板間只存在一個以O(shè)1點(diǎn)為圓心的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場方向垂直紙面向里,已知磁感應(yīng)強(qiáng)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(diǎn),試求粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑r,并確定磁場區(qū)域的半徑R應(yīng)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(yīng)).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(yīng)滿足的條件.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖甲所示,一電子以v0的初速度沿平行金屬板的軸線射入金屬板空間.從電子射入的時刻開始在金屬板間加如圖乙所示的交變電壓,假設(shè)電子能穿過平行金屬板.則下列說法正確的是(   )
A.電子只可能從軸線到上極板之間的空間射出(不包括軸線)
B.電子只可能從軸線到下極板之間的空間射出(不包括軸線)
C.電子可能從軸線到上極板之間的空間射出,也可能沿軸線方向射出
D.電子射出后動能一定增大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖甲所示,兩個平行金屬板P、Q豎直放置,兩板間加上如圖乙所示的電壓,t=0時,Q板比P板電勢高5 V,此時在兩板的正中央M點(diǎn)有一個電子,速度為零,電子在電場力作用下運(yùn)動,使得電子的位置和速度隨時間變化。假設(shè)電子始終未與兩板相碰。在0<t<8×10-10s的時間內(nèi),這個電子處于M點(diǎn)的右側(cè),速度方向向左且大小逐漸減小的時間是(  )
A.0<t<2×10-10s
B.2×10-10s<t<4×10-10s
C.4×10-10s<t<6×10-10s
D.6×10-10s<t<8×10-10s

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在兩極板中間有一靜止的電子,在交變電壓作用下電子的運(yùn)動情況是(不計重力,t=0時,M板電勢為正,板間距離足夠長)   (  )
A.一直向M板運(yùn)動
B.一直向N板運(yùn)動
C.先向M板運(yùn)動,再一直向N板運(yùn)動
D.在M、N間做周期性的來回運(yùn)動

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(12分)如圖17所示,質(zhì)量為m=5×10-8 kg的帶電粒子以v0=2 m/s的速度從水平放置的平行金屬板A、B中央飛入電場,已知板長L=10 cm,板間距離d=2 cm,當(dāng)A、B間加電壓UAB=103 V時,帶電粒子恰好沿直線穿過電場(設(shè)此時A板電勢高).求:

(1)帶電粒子的電性和所帶電荷量;                              
(2)A、B間所加電壓在什么范圍內(nèi)帶電粒子能從板間飛出?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如下圖所示,在y=0和y=2m之間有沿著x軸方向的勻強(qiáng)電場,MN為電場區(qū)域的上邊界,在x軸方向范圍足夠大。電場強(qiáng)度的變化如圖所示,取x軸正方向為電場正方向,F(xiàn)有一個帶負(fù)電的粒子,粒子的比荷q/m=1×102C/kg為,在t=0時刻以速度Vo=50m/s從O點(diǎn)沿y軸正方向進(jìn)入電場區(qū)域,不計粒子重力。求:
小題1:粒子通過電場區(qū)域的時間;
小題2:粒子離開電場時的位置坐標(biāo);
小題3:粒子離開電場區(qū)域時的速度大小和方向。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖所示為示波管的示意圖.左邊豎直放置的兩極板之間有水平方向的加速電場,右邊水平放置的兩極板之間有豎直方向的偏轉(zhuǎn)電場.電子束經(jīng)加速電場加速后以v0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場偏轉(zhuǎn),加在水平放置的偏轉(zhuǎn)電極的每單位電壓引起的偏轉(zhuǎn)距離叫示波器的靈敏度.下述對提高示波管靈敏度有用的措施是( 。
A.盡可能把偏轉(zhuǎn)極板l做得長一些
B.盡可能把偏轉(zhuǎn)極板l做得短一些
C.盡可能把偏轉(zhuǎn)極板間距離d做得小些
D.將加速電場的兩極板間的電壓提高

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