如圖所示，一個(gè)帶電粒子從粒子源飄入（初速度很小，可忽略不計(jì)）電壓為U1的加速電場，經(jīng)加速后從小孔S沿平行金屬板A、B的中心線射入，A、B板長為L，相距為d，電壓為U2，則帶電粒子能從A、B板間飛出應(yīng)該滿足的條件是（不計(jì)粒子重力）（　　）
分析：帶電粒子無初速度在加速電場中被加速，又以一定速度垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，由于速度與電場力垂直，所以粒子先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后做類平拋運(yùn)動(dòng)．這樣類平拋運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)．可利用加速電場的電壓U求出進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的初速度，然后運(yùn)用偏轉(zhuǎn)電場的長度L求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間，由于分運(yùn)動(dòng)間具有等時(shí)性，所以由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出垂直于初速度方向的位移．值得注意的是，求出的位移不是等于偏轉(zhuǎn)電場的寬度，而是小于或等于寬度的一半．
解答：解：帶電粒子在電場中被加速，
則有  qu1=
1
2
mv2-0                                     （1）
    帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，可看成勻速直線運(yùn)動(dòng)與勻加速直線運(yùn)動(dòng)的兩分運(yùn)動(dòng)．
 勻速直線運(yùn)動(dòng)：由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得  L=vt                    （2）
 勻加速直線運(yùn)動(dòng)：設(shè)位移為x，則有x=
1
2
at2=
1
2
qu2
md
t2       （3）
要使帶電粒子能飛出電場，則有x＜
d
2
                      （4）
由（1）-（4）可得：
u2
u1
＜
2d2
L2

故選：C．
點(diǎn)評(píng)：考查帶電粒子在電場中加速與偏轉(zhuǎn)，從而先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后做勻加速曲線運(yùn)動(dòng)．運(yùn)用了運(yùn)動(dòng)學(xué)公式與動(dòng)能定理，同時(shí)體現(xiàn)出處理類平拋運(yùn)動(dòng)的方法．還值得注意是：粒子的偏轉(zhuǎn)位移應(yīng)小于偏轉(zhuǎn)電場寬度的一半．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

如圖所示，A、B是兩塊豎直放置的平行金屬板，相距為2L，分別帶有等量的負(fù)、正電荷，在兩板間形成電場強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場．A板上有一小孔（它的存在對(duì)兩板間勻強(qiáng)電場分布的影響可忽略不計(jì)），孔的下沿右側(cè)有一條與板垂直的水平光滑絕緣軌道，一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為g（g＞0）的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），在外力作用下靜止在軌道的中點(diǎn)P處．孔的下沿左側(cè)也有一與板垂直的水平光滑絕緣軌道，軌道上距A板L處有一固定檔板，長為L的輕彈簧左端固定在擋板上，右端固定一塊輕小的絕緣材料制成的薄板Q．撤去外力釋放帶電小粒，它將在電場力作用下由靜止開始向左運(yùn)動(dòng)，穿過小孔后（不與金屬板A接觸）與薄板Q一起壓縮彈簧，由于薄板Q及彈簧的質(zhì)量都可以忽略不計(jì)，可認(rèn)為小球與Q接觸過程中不損失機(jī)械能．小球從接觸Q開始，經(jīng)歷時(shí)間To第一次把彈簧壓縮至最短，然后又被彈簧彈回．由于薄板Q的絕緣性能有所欠缺，使得小球每次離開Q瞬間，小球的電荷量都損失一部分，而變成剛與Q接觸時(shí)小球電荷量的
1
k
（k＞1）求：
（l）小球第一次接觸Q時(shí)的速度大��；
（2）假設(shè)小球第n次彈回兩板間后向右運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)處沒有到達(dá)B板，試導(dǎo)出小球從第n次接觸Q，到本次向右運(yùn)動(dòng)至最遠(yuǎn)處的時(shí)間Tn的表達(dá)式；
（3）若k=2，且小孔右側(cè)的軌道粗糙與帶電小球間的滑動(dòng)摩擦力為f=
qE
4
，試求帶電小球最終停止的位置距P點(diǎn)的距離．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

（2006?奉賢區(qū)模擬）如圖所示，平行金屬板內(nèi)有一勻強(qiáng)電場，一個(gè)電量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子（重力不計(jì)）以速度v0從A點(diǎn)水平射人電場，且剛好以速度v從B點(diǎn)射出，則（　�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)在研究性學(xué)習(xí)中，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測定帶電粒子 比荷的實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．a(chǎn)bcd 是一個(gè)長方形盒子，在 ad 邊和 cd 邊上各開有小孔f和e，e 是 cd 邊上的中點(diǎn)，熒光屏 M 貼著cd放置，能顯示從 e 孔射出的粒 子落點(diǎn)位置．盒子內(nèi)有一方向垂直于 abcd 平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B．粒子源不斷地發(fā)射相同的帶電粒子，粒子的初速度可以忽略．粒子經(jīng)過電壓為U的電場加速后，從 f 孔垂直于 ad 邊射入盒內(nèi)．粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后恰好從e孔射出．若已知 fd=cd=L，不計(jì)粒子的重力和粒子之間的相互作用力．求：
（1）帶電粒子的荷質(zhì)比 q/m
（2）帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的速度大小 v．
（3）帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 t （可用反三角函數(shù)表示）．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的帶正電量為q的塵粒，以豎直向上的初速在平行板電容器PQ兩板正中間的A點(diǎn)進(jìn)入場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，恰好垂直于Q板打在B點(diǎn)，且，則下列說法正確的是（   ）

A．P板電勢高于Q板

B．P、Q兩板間的電勢差為

C．帶電塵粒進(jìn)入勻強(qiáng)電場后的運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)

D．帶電塵粒從A點(diǎn)進(jìn)入場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場到打在B點(diǎn)，所用的時(shí)間為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

如圖所示，A、B是兩塊豎直放置的平行金屬板，相距為2L，分別帶有等量的負(fù)、正電荷，在兩板間形成電場強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場。A板上有一小孔（它的存在對(duì)兩板間勻強(qiáng)電場分布的影響可忽略不計(jì)），孔的下沿右側(cè)有一條與板垂直的水平光滑絕緣軌道，一個(gè)質(zhì)量為，電荷量為的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）， 在外力作用下靜止在軌道的中點(diǎn)P處�？椎南卵刈髠�(cè)也有一與板垂直的水平光滑絕緣軌道，軌道上距A板L處有一固定檔板，長為L的輕彈簧左端固定在擋板上，右端固定一塊輕小的絕緣材料制成的薄板Q。撤去外力釋放帶電小粒，它將在電場力作用下由靜止開始向左運(yùn)動(dòng)，穿過小孔后（不與金屬板A接觸）與薄板Q一起壓縮彈簧，由于薄板Q及彈簧的質(zhì)量都可以忽略不計(jì)，可認(rèn)為小球與Q接觸過程中不損失機(jī)械能。小球從接觸 Q開始，經(jīng)歷時(shí)間T0第一次把彈簧壓縮至最短，然后又被彈簧彈回。由于薄板Q的絕緣性能有所欠缺，使得小球每次離開Q瞬間，小球的電荷量都損失一部分，而變成剛與Q接觸時(shí)小球電荷量的。求：

（1）小球第一次接觸Q時(shí)的速度大��；

（2）假設(shè)小球第次彈回兩板間后向右運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)處沒有到達(dá)B板，試導(dǎo)出小球從第次接觸 Q，到本次向右運(yùn)動(dòng)至最遠(yuǎn)處的時(shí)間Tn的表達(dá)式；

（3）若，且小孔右側(cè)的軌道粗糙與帶電小球間的滑動(dòng)摩擦力為，試求帶電小球最終停止的位置距P點(diǎn)的距離。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案