(9分)如圖所示,水平放置的平行板電容器,原來兩板不帶電,上極板接地,極板長L=0.1m,兩板間距離d=0.4cm,有一束由相同微粒組成的帶正電粒子流,以相同的初速度V0從兩板中央依次水平射入(每隔0.1s射入一個微粒),由于重力作用微粒能落到下板,已知微粒質(zhì)量m=2×10-6kg,電量q=l×10-8C,電容器電容C=l×10-6F。取g=10m/s2,整個裝置處在真空中。求:
(1)第一顆微粒落在下板離端點A距離為的O點,微粒射人的初速度V0應(yīng)為多大?
(2)以上述速度V0射入的帶電微粒最多能有多少個落在下極板上?
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
在真空室內(nèi)速度為v=6.4×107m/s的電子束連續(xù)地沿兩平行導(dǎo)體極板的中心線射入,如圖所示,極板長L=8.0×10-2m,兩極板間距離d=5.0×10-3m,兩極板不帶電時,電子束將沿中心線射出極板。今在兩極板間加上50Hz的交變電壓U=U0sin100πtV,發(fā)現(xiàn)有時有電子從兩極板之間射出,有時則無電子從兩極板間射出,若有電子射出的時間間隔與無電子射出的時間間隔之比△t1:△t2=2:1,則所加的交變電壓的最大值U0為多大?已知電子的質(zhì)量為m=9.1×10-31kg,電量為e=1.6×10-19C。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,帶負(fù)電的小球靜止在水平放置的兩平行金屬板間,距下板h=0.8 m.兩板間的電勢差為300 V,如果兩板間電勢差減小到60 V,則帶電小球運動到極板上需多長時間?(取g=10 m/s2)
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(8分)如圖17所示的裝置放置在真空中,熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子,金屬絲和豎直金屬板之間加以電壓U1=2500V,發(fā)射出的電子被加速后,從金屬板上的小孔S射出。裝置右側(cè)有兩個相同的平行金屬極板水平正對放置,板長l=6.0cm,相距d=2cm,兩極板間加以電壓U2=200V的偏轉(zhuǎn)電場。從小孔S射出的電子恰能沿平行于板面的方向由極板左端中間位置射入偏轉(zhuǎn)電場。已知電子的電荷量e=1.6×10-19C,電子的質(zhì)量m=0.9×10-30kg,設(shè)電子剛離開金屬絲時的速度為0,忽略金屬極板邊緣對電場的影響,不計電子受到的重力。求:
(1)電子射入偏轉(zhuǎn)電場時的動能Ek;
(2)電子射出偏轉(zhuǎn)電場時在豎直方向上的側(cè)移量y;
(3)電子在偏轉(zhuǎn)電場運動的過程中電場力對它所做的功W。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(11分) 如圖所示,一個質(zhì)量為 m=2.0×10-11 kg,電荷量 q=+1.0×10-5 C 的帶電微粒(重力忽略不計),從靜止開始經(jīng) U1=100 V 電壓加速后,水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場,偏轉(zhuǎn)電場的電壓 U2=100 V.金屬板長L=20 cm,兩板間距d=10cm.
求:(1)微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的速度 v0 大;
(2)微粒射出偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角θ.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖甲所示為電視機(jī)中的顯像管的原理示意圖,電子槍中的燈絲加熱陰極而逸出電子,這些電子再經(jīng)加速電場加速后,從O點進(jìn)入由磁偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)磁場中,經(jīng)過偏轉(zhuǎn)磁場后打到熒光屏MN上,使熒光屏發(fā)出熒光形成圖像,不計逸出的電子的初速度和重力。已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e,加速電場的電壓為U,偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場分布在邊長為l的正方形abcd區(qū)域內(nèi),磁場方向垂直紙面,且磁感應(yīng)強度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示。在每個周期內(nèi)磁感應(yīng)強度都是從-B0均勻變化到B0。磁場區(qū)域的左邊界的中點與O點重合,ab邊與OO′平行,右邊界bc與熒光屏之間的距離為s。由于磁場區(qū)域較小,且電子運動的速度很大,所以在每個電子通過磁場區(qū)域的過程中,可認(rèn)為磁感應(yīng)強度不變,即為勻強磁場,不計電子之間的相互作用。求:
(1)為使所有的電子都能從磁場的bc邊射出,求偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度的最大值。
(2)若所有的電子都能從磁場的bc邊射出時,熒光屏上亮線的最大長度是多少?
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(16分)如圖所示,直角坐標(biāo)系xoy位于豎直平面內(nèi),在?m≤x≤0的區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強度大小B = 4.0×10-4T、方向垂直于紙面向里的條形勻強磁場,其左邊界與x軸交于P點;在x>0的區(qū)域內(nèi)有電場強度大小E = 4N/C、方向沿y軸正方向的條形勻強電場,其寬度d = 2m。一質(zhì)量m = 6.4×10-27kg、電荷量q =?-3.2×10?19C的帶電粒子從P點以速度v = 4×104m/s,沿與x軸正方向成α=60°角射入磁場,經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)最終通過x軸上的Q點(圖中未標(biāo)出),不計粒子重力。求:
⑴帶電粒子在磁場中運動時間;
⑵當(dāng)電場左邊界與y軸重合時Q點的橫坐標(biāo);
⑶若只改變上述電場強度的大小,要求帶電粒子仍能通過Q點,討論此電場左邊界的橫坐標(biāo)x′與電場強度的大小E′的函數(shù)關(guān)系。
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如圖(甲)所示,在一個點電荷Q的電場中,Ox坐標(biāo)軸與它的一條電場線重合,坐標(biāo)軸上A、B兩點的坐標(biāo)分別為2.0m和5.0m.放在A、B兩點的試探電荷a、b受到的電場力方向都跟x軸的正方向相同,電場力的大小跟試探電荷所帶電量的關(guān)系圖象分別如圖(乙)中直線a、b所示,放在A點的電荷帶正電,放在B點的電荷帶負(fù)電。
(1)求B點的電場強度的大小和方向.
(2)試判斷點電荷Q的電性,并說明理由.
(3)求點電荷Q的位置坐標(biāo).
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,長為L (L=ab=dc),高為L(L=bc=ad)的矩形區(qū)域abcd內(nèi)存在著勻強電場。電量為q、質(zhì)量為m、初速度為的帶電粒子從a點沿ab方向進(jìn)入電場,不計粒子重力。求:
(1)若粒子從c點離開電場,求電場強度的大;
(2)若粒子從bc邊某處離開電場時速度為,求電場強度的大小。
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