如圖所示,有一放射源可以沿軸線ABO方向發(fā)射速度大小不同的粒子,粒子質(zhì)量均為,帶正電荷。A、B是不加電壓且處于關(guān)閉狀態(tài)的兩個(gè)閥門(mén),閥門(mén)后是一對(duì)平行極板,兩極板間距為,上極板接地,下極板的電勢(shì)隨時(shí)間變化關(guān)系如圖(b)所示。O處是一與軸線垂直的接收屏,以O(shè)為原點(diǎn),垂直于軸線ABO向上為軸正方向,不同速度的粒子打在接收屏上對(duì)應(yīng)不同的坐標(biāo),其余尺寸見(jiàn)圖(a),其中均為已知。已知,不計(jì)粒子重力。
(1)某時(shí)刻A、B同時(shí)開(kāi)啟且不再關(guān)閉,有一個(gè)速度為的粒子恰在此時(shí)通過(guò)A閥門(mén),以閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)刻作為圖(b)中的計(jì)時(shí)零點(diǎn),試求此粒子打在軸上的坐標(biāo)位置(用表示)。
(2)某時(shí)刻A開(kāi)啟,后A關(guān)閉,又過(guò)后B開(kāi)啟,再過(guò)后B也關(guān)閉。求能穿過(guò)閥門(mén)B的粒子的最大速度和最小速度。
(3)在第二問(wèn)中,若以B開(kāi)啟時(shí)刻作為圖(b)中的計(jì)時(shí)零點(diǎn),試求解上述兩類(lèi)粒子打到接收屏上的坐標(biāo)(用表示)。

(1);(2)最大速度;最小速度;(3)兩個(gè)坐標(biāo)分別為

解析試題分析: (1)設(shè)經(jīng)時(shí)間進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng);即在時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間; 偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的加速度;在場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)距離為     得 
在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角 ;從出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)到打到屏上偏轉(zhuǎn)距離; 得
(2)能穿過(guò)閥門(mén)B的最短時(shí)間為 對(duì)應(yīng)最大速度;能穿過(guò)閥門(mén)B的最長(zhǎng)時(shí)間為 對(duì)應(yīng)最小速度
(3)速度最大的粒子將在0時(shí)刻出閥門(mén)B,時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)故其偏轉(zhuǎn)距離與第(1)問(wèn)相同,打在軸上的坐標(biāo)為;速度最小的粒子將在時(shí)刻出閥門(mén)B,時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)先向下偏轉(zhuǎn)時(shí)間 ,      再向下偏轉(zhuǎn)(減速) 出電場(chǎng)時(shí)恰好速度水平
 ;       即兩個(gè)坐標(biāo)分別為
考點(diǎn): 帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

真空中A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷電量分別為+2q和+q,相距r,兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)的大小為             ,方向?yàn)?u>            (填“由A指向B”或“由B指向A”)。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

(18分)如圖所示,兩平行金屬板A、B長(zhǎng)l=8cm,兩板間距離d=8cm,B板比A板電勢(shì)高300V,即UBA=300V.一帶正電的粒子電量q=10-10­C,質(zhì)量m=10-20­kg,從R點(diǎn)沿電場(chǎng)中心線垂直電場(chǎng)線飛入電場(chǎng),初速度v0=2×106m/s,粒子飛出平行板電場(chǎng)后經(jīng)過(guò)無(wú)場(chǎng)區(qū)域后,進(jìn)入界面為MN、PQ間勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,從磁場(chǎng)的PQ邊界出來(lái)后剛好打在中心線上離PQ邊界4L/3處的S點(diǎn)上.已知MN邊界與平行板的右端相距為L(zhǎng),兩界面MN、PQ相距為L(zhǎng),且L=12cm.求(粒子重力不計(jì))

(1)粒子射出平行板時(shí)的速度大小v;
(2)粒子進(jìn)入界面MN時(shí)偏離中心線RO的距離多遠(yuǎn)?
(3)畫(huà)出粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡,并求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)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(shì)差為300 V,如果兩板間電勢(shì)差減小到60 V,則帶電小球運(yùn)動(dòng)到極板上需多長(zhǎng)時(shí)間?(取g=10 m/s2)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

(12分)如圖所示,AB、CD兩金屬板間形成一勻強(qiáng)電場(chǎng)(板的邊緣電場(chǎng)不考慮),板長(zhǎng)為L(zhǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E。一質(zhì)量為m,電荷量為+q的粒子(不計(jì)重力)沿兩板的中間線OO′從AC中點(diǎn)O處以初速度v0射入勻強(qiáng)電場(chǎng),粒子恰好能從極板邊緣上的D點(diǎn)射出勻強(qiáng)電場(chǎng)。求:

(1)小球在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間;
(2)兩板間距離d;
(3)若要使粒子打在CD板的正中央P點(diǎn),現(xiàn)調(diào)節(jié)粒子的入射速度大小變?yōu)関′,方向不變, v′與v0的比值為多少?

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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

(11分) 如圖所示,一個(gè)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(jì)),從靜止開(kāi)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(chǎng),偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓 U2=100 V.金屬板長(zhǎng)L=20 cm,兩板間距d=10cm.

求:(1)微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度 v0 大。
(2)微粒射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角θ.

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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

(12分)如圖,真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷,分別固定在x=0和x="6" cm的位置上。靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2

(1)x坐標(biāo)軸上電場(chǎng)強(qiáng)度為0的位置坐標(biāo)是什么?
(2)坐標(biāo)軸上x(chóng)=3cm處場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向?

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同步練習(xí)冊(cè)答案