在光滑水平面上有一質(zhì)量m=1.0×10kg、電量q=1.0×10C的帶正電小球,靜止在O點。以O點為原點,在該水平面內(nèi)建立直角坐標系Oxy,F(xiàn)突然加一沿X軸正方向、場強大小E=2.0×106V/m的勻強電場,使小球開始運動。經(jīng)過1.0s,所加電場突然變?yōu)檠?i>y軸正方向,場強大小仍為E=2.0×106V/m的勻強電場。再經(jīng)過1.0s,所加電場又突然變?yōu)榱硪粋勻強電場,使小球在此電場作用下經(jīng)1.0s速度變?yōu)榱。求此電場的方向及速度變(yōu)榱銜r小球的位置。
(見解析)
由牛頓定律得知,在勻強電場中小球加速度的大小為:a
代入數(shù)值得:a=0.20m/s                                 ①
當場強沿x正方向時,經(jīng)過1秒鐘小球的速度大小為:vx=at=0.20×1.0=0.20m/s       ②
速度的方向沿x軸正方向.小球沿x軸方向移動的距離:
x1=0.10m    ③
在第2秒內(nèi),電場方向沿y軸正方向,故小球在x方向做速度為vx的勻速運動,在y方向做初速為零的勻加速運動.沿x方向移動的距離: △x2vxt=0.20m                   ④
沿y方向移動的距離:                  。=0.10m      ⑤
故在第2秒末小球到達的位置坐標:
                                        x2=△x1+△x2=0.30m                     ⑥
y2=△y=0.10m                         ⑦
在第2秒末小球在x方向的分速度仍為vx,在y方向的分速度:
 y=at=0.20×1.0=0.20m/s         ⑧
由上可知,此時運動方向與x軸成45°角.要使小球速度能變?yōu)榱悖瑒t在第3秒內(nèi)所加勻強電場的方向必須與此方向相反,即指向第三象限,與x軸成225°角.
在第3秒內(nèi),設在電場作用下小球加速度的x分量和y分量分別為ax、ay,則:
                   ax=0.20m/s2                               ⑨ ay=0.20m/s2                      ⑩
在第3秒末小球到達的位置坐標為:  x3y2vxt=0.40m         11
                y3y2vyt=0.20m         12
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一個質(zhì)量為m,電荷量為q,帶負電的液滴,從a點以速度v0沿與電場線成θ角方向射入勻強電場中,如圖所示。當液滴在電場中運動到最高點b時,它的速度方向是水平的,大小也恰為v0,則
A.b點在a點的正上方
B.b點電勢高于a點電勢
C.b點電勢低于a點電勢
D.ab兩點間電勢差為

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(18分)如圖甲所示,真空中的電極K連續(xù)不斷地發(fā)出電子(電子的初速度可忽略不計),經(jīng)電壓為U0的電場加速,加速電壓U0隨時間t變化的圖像如圖乙所示.每個電子通過加速電場的過程時間極短,可認為該過程加速電壓不變.電子被加速后由小孔S穿出,沿兩個彼此靠近且正對的水平金屬板A、B間中軸線,從左邊緣射入A、B兩板間的偏轉(zhuǎn)電場,A、B兩板長均為L=0.20m,兩板之間距離d=0.050m,A板的電勢比B板的電勢高U.A、B板右側(cè)邊緣到豎直放置的熒光屏P(面積足夠大)之間的距離b=0.10m.熒光屏的中心點O與A、B板的中心軸線在同一水平直線上,不計電子之間的相互作用力及其所受的重力.求:
(1)假設電子能射出偏轉(zhuǎn)電場,從偏轉(zhuǎn)電場右端射出時,它在垂直于兩板方向的偏轉(zhuǎn)位移y為多少(用字母表示);
(2)要使電子都打不到熒光屏上,A、B兩板間所加電壓U應滿足什么條件;
(3)當A、B板間所加電壓U=50V時,電子打在熒光屏上距離中心點O多遠的范圍內(nèi).

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

(8分)如圖所示,A是能發(fā)射帶電量為+q質(zhì)量為m、初速度不計的離子源.離子源發(fā)射出的離子首先在豎直加速管B中加速,得到一定速率后進入內(nèi)存輻向分布電場的偏轉(zhuǎn)管C改變速度方向,然后從轉(zhuǎn)移管道D中水平輸出.已知加速管B中的加速電壓為U,偏轉(zhuǎn)管C是中心軸線半徑為R的圓弧管道.設偏轉(zhuǎn)管C內(nèi)中心軸線對應的圓弧上各點場強處處相等,離子所受重力不計.求:
(1)帶電粒子剛進入偏轉(zhuǎn)管C時的瞬時速率;
(2)為確保帶電粒子順利沿圖中虛線進入、偏轉(zhuǎn)并輸出,偏轉(zhuǎn)管C內(nèi)中心軸線對應的圓弧上各點場強E為多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,電荷量和質(zhì)量都相同的帶正電的粒子以不同的初速度通過A、B兩板間的加速電場后飛出,不計重力的作用,則(   )

A.它們通過加速電場所需要的時間相等
B.它們通過加速電場過程中動能的增量相等
C.它們通過加速電場過程中動量的增量相等
D.它們通過加速電場的過程中電勢能的減少量相等

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,水平放置兩平行金屬板長為L,間距為d,板間電壓為U,一束電子均以速度v平行金屬板射入電場中,欲使所有電子都不從板間飛出,則兩板電壓U至少為多少?(電子電量為e,質(zhì)量為m)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,長L="0." 4 m的兩平行金屬板A、B豎直放置,相距d="0." 02 m,兩板間接入恒定電壓為182 V且B板接正極一電子質(zhì)量m="9." 1 kg,電荷量,以m/s的速度緊靠A板向上射入電場中,不計電子的重力.問電子能否射出電場?若能,計算在電場中的偏轉(zhuǎn)距離;若不能,在保持電壓不變的情況下,B板至少平移多少,電子才能射出電場?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,兩平行金屬板水平放置,板間存在豎直向下的勻強電場。一帶電粒子以初速度V0沿上板邊緣垂直于電場線射入勻強電場,它剛好貼著下板邊緣飛出。已知勻強電場兩極板長L,間距為d,(粒子的重力忽略不計)求:(16分)
⑴如果帶電粒子的初速度變?yōu)?V0,則離開電場時,沿場強方向的側(cè)向位移y為多少?
⑵如果帶電粒子的初速度變?yōu)?V0,粒子離開電場后繼續(xù)運動,當它的豎直位移仍為d時,它的水平位移x為多少?
(3)如果帶電粒子的初速度變?yōu)?V0,粒子離開電場時動能與帶電粒子以初速度V0射入勻強電場后離開電場時動能之比?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(10分)如圖所示,質(zhì)量為5×10-8kg的帶電微粒以V0=2m/s的速度從水平放置的金屬板A、B的中央飛入板間,已知板長L=10cm,板間距離d="2" cm.當UAB=1000V時,帶電粒子恰好沿直線穿過板間,則
(1)UAB為多大時粒子擦上板邊沿飛出?
(2)UAB在什么范圍內(nèi)帶電粒子能從板間飛出?

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