(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(zhǎng)為L(zhǎng)(不考慮電場(chǎng)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(dòng)能.
(2)若兩板間只存在一個(gè)以O(shè)1點(diǎn)為圓心的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)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(zhǎng)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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r,并確定磁場(chǎng)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(zhǎng)為L(zhǎng)(不考慮電場(chǎng)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(shí)刻以速度v0射入電場(chǎng),要使該電子能通過(guò)平行金屬板,試確定U0應(yīng)滿足的條件.
(1)   (2) ;(3)

試題分析:(1)電子在兩極板間的加速度;通過(guò)金屬板的時(shí)間
對(duì)打在熒光屏P上偏離點(diǎn)O2最遠(yuǎn)的粒子有
此時(shí)粒子的動(dòng)能
聯(lián)列解得 
(2)由牛頓第二定律可知
代入數(shù)據(jù)解得
如圖所示,設(shè)恰好在熒光屏P上觀察到亮點(diǎn)時(shí),粒子偏轉(zhuǎn)角為2θ,磁場(chǎng)區(qū)域的最大半徑為R0,由幾何關(guān)系可知,

代入數(shù)據(jù)解得
則R應(yīng)滿足的條件
(3)交變電壓的周期,則
電子通過(guò)金屬板的時(shí)間
電子在兩極板間的加速度
設(shè)電子分別在、、、時(shí)間內(nèi)沿垂直于初速度方向運(yùn)動(dòng)的位移依次為y1、y2、y3、y4,則有 



要使電子能通過(guò)平行金屬板,應(yīng)滿足條件
聯(lián)列解得
練習(xí)冊(cè)系列答案
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小題1:為使粒子經(jīng)電壓U2加速射入磁場(chǎng)后沿直線運(yùn)動(dòng),直至射出PQ邊界,可在磁場(chǎng)區(qū)域加一勻強(qiáng)電場(chǎng),求該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向。
小題2:加速電壓的值。

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如圖為示波管構(gòu)造的示意圖,現(xiàn)在X-X‘上加上uX-t信號(hào),Y-Y‘上加上uy-t信號(hào),(如圖甲、乙所示).則在屏幕上看到的圖形是( 。
A.B.C.D.

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質(zhì)量為m,帶電量為+q的小球,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中由靜止釋放,小球沿著與豎直向下夾300的方向作勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)大小為E=mg/q 時(shí)、E所有可能的方向可以構(gòu)成
A.一條線B.一個(gè)平面 C.一個(gè)球面   D.一個(gè)圓錐面;

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(12分)如圖(a)所示, 水平放置的平行金屬板AB間的距離d=0.1m,板長(zhǎng)L=0.3m,在金屬板的左端豎直放置一帶有小孔的擋板,小孔恰好位于AB板的正中間.距金屬板右端x=0.5m處豎直放置一足夠大的熒光屏.現(xiàn)在AB板間加如圖(b)所示的方波形電壓,已知U0=1.0×102V.在擋板的左側(cè),有大量帶正電的相同粒子以平行于金屬板方向的速度持續(xù)射向擋板,粒子的質(zhì)量m=1.0×10-7kg,電荷量q=1.0×10-2C,速度大小均為v0=1.0×104m/s.帶電粒子的重力不計(jì).

求:(1)在t=0時(shí)刻進(jìn)入的粒子,射出電場(chǎng)時(shí)豎直方向的速度;
(2)熒光屏上出現(xiàn)的光帶長(zhǎng)度;
(3)若撤去擋板,同時(shí)將粒子的速度均變?yōu)関=2.0×104m/s,則熒光屏上出現(xiàn)的光帶又為多長(zhǎng)?

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如圖所示,在平行板電容器A、B兩板上加上如圖所示的交變電壓,開始時(shí)B板電勢(shì)比A板高,這時(shí)兩板中間原來(lái)靜止的電子在電場(chǎng)力作用下開始運(yùn)動(dòng),設(shè)A、B兩板間的距離足夠大,則下述說(shuō)法中正確的是(    )

A.電子先向A板運(yùn)動(dòng),然后向B板運(yùn)動(dòng),再返回A板做周期性來(lái)回運(yùn)動(dòng)
B.電子一直向A板運(yùn)動(dòng)
C.電子一直向B板運(yùn)動(dòng)
D.電子先向B板運(yùn)動(dòng),然后向A板運(yùn)動(dòng),再返回B板做周期性來(lái)回運(yùn)動(dòng)

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

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(1)為使小球恰能從AB極板的邊緣B點(diǎn)射出,電源電動(dòng)勢(shì)E為多大?
(2)斷開電源并使極板間電場(chǎng)強(qiáng)度為零,再在極板間加一垂直于紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),若d=10cm,為使小球恰能從CD極板的邊緣D點(diǎn)射出,所加磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B為多大?方向如何?

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