一初速度為零的帶電粒子從A板處經(jīng)電壓為U=4.0×103V的勻強(qiáng)電場(chǎng)加速后,到B板處獲得5.0×103m/s的速度,粒子通過(guò)加速電場(chǎng)的時(shí)間t=1.0×10-4s,不計(jì)重力作用,
(1)帶電粒子的比荷為多大?
(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為多大?
(3)粒子通過(guò)電場(chǎng)過(guò)程中的位移為多
(1)3.125×103C/㎏ (2)1.6×104V/m (3)0.25m
解析試題分析:(1)由動(dòng)能定理得:
解得:=3.125×103C/㎏
(2)粒子勻加速運(yùn)動(dòng):
由牛頓第二定律得:
聯(lián)立解得:E=1.6×104V/m
(3)由動(dòng)能定理得:
解得:d=0.25m
考點(diǎn):本題考查了帶電粒子在電場(chǎng)中的加速問(wèn)題。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),圓心O1在x軸上,且OO1等于圓的半徑。虛線(xiàn)MN平行于x軸且與圓相切,在MN的上方存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E0,方向沿x軸的負(fù)方向,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B0,方向垂直紙面向外。兩個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的正粒子a、b,以相同大小的初速度從原點(diǎn)O射入磁場(chǎng),速度的方向與x軸夾角均為30?。兩個(gè)粒子射出圓形磁場(chǎng)后,垂直MN進(jìn)入MN上方場(chǎng)區(qū)中恰好都做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。不計(jì)粒子的重力,求:
(1)粒子初速度v的大小。
(2)圓形區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。
(3)只撤去虛線(xiàn)MN上方的磁場(chǎng)B0,a、b兩個(gè)粒子到達(dá)y軸的時(shí)間差△t 。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)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(gè)相同的平行金屬極板水平正對(duì)放置,板長(zhǎng)l=6.0cm,相距d=2cm,兩極板間加以電壓U2=200V的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。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(chǎng)。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(kāi)金屬絲時(shí)的速度為0,忽略金屬極板邊緣對(duì)電場(chǎng)的影響,不計(jì)電子受到的重力。求:
(1)電子射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能Ek;
(2)電子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)在豎直方向上的側(cè)移量y;
(3)電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)它所做的功W。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)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(chǎng)加速后,從O點(diǎn)進(jìn)入由磁偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中,經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后打到熒光屏MN上,使熒光屏發(fā)出熒光形成圖像,不計(jì)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(chǎng)的電壓為U,偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布在邊長(zhǎng)為l的正方形abcd區(qū)域內(nèi),磁場(chǎng)方向垂直紙面,且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。在每個(gè)周期內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度都是從-B0均勻變化到B0。磁場(chǎng)區(qū)域的左邊界的中點(diǎn)與O點(diǎn)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(chǎng)區(qū)域較小,且電子運(yùn)動(dòng)的速度很大,所以在每個(gè)電子通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中,可認(rèn)為磁感應(yīng)強(qiáng)度不變,即為勻強(qiáng)磁場(chǎng),不計(jì)電子之間的相互作用。求:
(1)為使所有的電子都能從磁場(chǎng)的bc邊射出,求偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值。
(2)若所有的電子都能從磁場(chǎng)的bc邊射出時(shí),熒光屏上亮線(xiàn)的最大長(zhǎng)度是多少?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(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(qiáng)度大小B = 4.0×10-4T、方向垂直于紙面向里的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng),其左邊界與x軸交于P點(diǎn);在x>0的區(qū)域內(nèi)有電場(chǎng)強(qiáng)度大小E = 4N/C、方向沿y軸正方向的條形勻強(qiáng)電場(chǎng),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(diǎn)以速度v = 4×104m/s,沿與x軸正方向成α=60°角射入磁場(chǎng),經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)最終通過(guò)x軸上的Q點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),不計(jì)粒子重力。求:
⑴帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間;
⑵當(dāng)電場(chǎng)左邊界與y軸重合時(shí)Q點(diǎn)的橫坐標(biāo);
⑶若只改變上述電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,要求帶電粒子仍能通過(guò)Q點(diǎn),討論此電場(chǎng)左邊界的橫坐標(biāo)x′與電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E′的函數(shù)關(guān)系。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,在xOy平面上第Ⅰ象限內(nèi)有平行于y軸的有界勻強(qiáng)電場(chǎng),方向如圖。y軸上一點(diǎn)P的坐標(biāo)為(0,L),有一電子以垂直于y軸的初速度v0從P點(diǎn)垂直射入電場(chǎng)中,并從A點(diǎn)射出,A點(diǎn)坐標(biāo)為(2L,0)。已知電子的電量大小為e,質(zhì)量為m,不計(jì)電子的重力。
(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大;
(2)若在第Ⅳ象限過(guò)Q點(diǎn)放一張垂直于xOy平面的感光膠片,Q點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,-L),求感光膠片上曝光點(diǎn)的橫坐標(biāo)x。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖(甲)所示,在一個(gè)點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中,Ox坐標(biāo)軸與它的一條電場(chǎng)線(xiàn)重合,坐標(biāo)軸上A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為2.0m和5.0m.放在A(yíng)、B兩點(diǎn)的試探電荷a、b受到的電場(chǎng)力方向都跟x軸的正方向相同,電場(chǎng)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(xiàn)a、b所示,放在A(yíng)點(diǎn)的電荷帶正電,放在B點(diǎn)的電荷帶負(fù)電。
(1)求B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向.
(2)試判斷點(diǎn)電荷Q的電性,并說(shuō)明理由.
(3)求點(diǎn)電荷Q的位置坐標(biāo).
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,熱電子由陰極飛出時(shí)的初速忽略不計(jì),電子發(fā)射裝置的加速電壓為U0。電容器板長(zhǎng)和板間距離均為L(zhǎng)=10cm,下極板接地。電容器右端到熒光屏的距離也是L=10cm。在電容器兩極板間接一交變電壓,上極板的電勢(shì)隨時(shí)間變化的圖像如左圖,電勢(shì)最大值Um=3U0。(假定每個(gè)電子穿過(guò)平行板的時(shí)間極短,可以認(rèn)為電壓是不變的)求:在t=0.06s時(shí)刻進(jìn)入電容器的電子打在熒光屏上離O點(diǎn)的距離?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(12分)兩平行金屬板A、B水平放置,一個(gè)質(zhì)量為m=5×10-6 kg的帶電粒子,以v0=2 m/s的水平速度從兩板正中位置射入電場(chǎng),如圖所示,A、B兩板間距離為d=4 cm,板長(zhǎng)l=10 cm.
(1)當(dāng)A、B間的電壓為UAB=1 000 V時(shí),粒子恰好不偏轉(zhuǎn),沿圖中虛線(xiàn)射出電場(chǎng).求該粒子的電荷量和電性.(g取10 m/s2)
(2)令B板接地,欲使該粒子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),求A板所加電勢(shì)的范圍.
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