1000eV的電子流在兩極板中央斜向上方進(jìn)入勻強(qiáng)電場,電場方向豎直向上,它的初速度與水平方向夾角為30°,如圖。為了使電子不打到上面的金屬板上,應(yīng)該在兩金屬板上加多大電壓U?
至少500V

【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解:電子流在勻強(qiáng)電場中做類似斜拋運(yùn)動(dòng),設(shè)進(jìn)入電場時(shí)初速度為v0,

    得
因?yàn)殡娮恿髟陔妶鲋惺艿截Q直向下電場力作用,動(dòng)能減少。欲使電子剛好打不到金屬板上有Vr=0,此時(shí)電子流動(dòng)能
又由動(dòng)能定理


,至少應(yīng)加250V電壓,電子才打不到上面金屬板。
電子流在電場中受到電場力作用,電場力對(duì)電子做功We=Fes=eEs其中s必是力的方向上位移,即d/2,所以We=eU,U是對(duì)應(yīng)沿d方向電勢降落。則電子從C到A,應(yīng)對(duì)應(yīng)We=eUAC,故上面解法是錯(cuò)誤的。
【正解】電子流在勻強(qiáng)電場中做類似斜拋運(yùn)動(dòng),欲使電子剛好不打金屬板上,則必須使電子在d/2內(nèi)豎直方向分速度減小到零,設(shè)此時(shí)加在兩板間的電壓為U,在電子流由C到A途中,電場力做功We=EUAC,由動(dòng)能定理


在勻強(qiáng)電場中,所以
至少應(yīng)加500V電壓,電子才打不到上面金屬板上。
【點(diǎn)評(píng)】動(dòng)能定理是標(biāo)量關(guān)系式。不能把應(yīng)用牛頓定律解題方法與運(yùn)用動(dòng)能定理解題方法混為一談。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,真空管內(nèi)的陰極K發(fā)出的電子(不計(jì)初速、重力和電子間的相互作用)經(jīng)加速電壓U1加速后,穿過AA'中心的小孔沿中心軸O1 O的方向進(jìn)入到兩塊水平正對(duì)放置的平行極板P和P'間的區(qū)域.當(dāng)極板P和P'間不加偏轉(zhuǎn)電壓時(shí),電子束打在熒光屏的中心O點(diǎn)處,形成了一個(gè)亮點(diǎn);若加上偏轉(zhuǎn)電壓U2后,亮點(diǎn)則偏離到O'點(diǎn).已知電子帶電量為-e、質(zhì)量為m,極板P和P'水平方向的長度為L、極板間距為b,極板右端到熒光屏的距離可忽略不計(jì)(如圖所示) .求:

(1)打在熒光屏O點(diǎn)的電子速度的大小
(2)熒光屏上O'點(diǎn)與O點(diǎn)的豎直間距多大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖實(shí)線為電場線,虛線為某離子只在電場力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡,已知離子由A點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng),則下邊說法正確的是(     )
A.離子帶負(fù)電
B.離子A點(diǎn)的速度小于B點(diǎn)速度
C.離子在A點(diǎn)的加速度大于B點(diǎn)加速度
D.A點(diǎn)電勢能大于B點(diǎn)電勢能

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(8分)如圖所示,在區(qū)域I和區(qū)域Ⅱ內(nèi)分別存在勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小均為E,但方向不同.在區(qū)域I內(nèi)場強(qiáng)方向沿y軸正方向,區(qū)域Ⅱ內(nèi)場強(qiáng)方向未標(biāo)明,都處在平面內(nèi),一質(zhì)量為m,電量為q的正粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O以某一初速度沿x軸正方向射入電場區(qū)域I,從P點(diǎn)進(jìn)入電場區(qū)域Ⅱ,到達(dá)Ⅱ區(qū)域右邊界Q處時(shí)速度恰好為零.P點(diǎn)的坐標(biāo)為.不計(jì)粒子所受重力,求:

(1)帶電粒子射入電場區(qū)域I時(shí)的初速度;
(2)電場區(qū)域Ⅱ的寬度。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,水平放置的平行板電容器,原來AB兩板不帶電,B極板接地,它的極板長L= 0.1m,兩板間距離d = 0.4 cm,現(xiàn)有一微粒質(zhì)量m=2.0×10-6kg,帶電量q=+1.0×10-8C,以一定初速度從兩板中央平行于極板射入,由于重力作用微粒恰好能落到A板上中點(diǎn)O處,取g=10m/s2.試求:

(1)帶電粒子入射初速度的大;
(2)現(xiàn)使電容器帶上電荷,使帶電微粒能從平行板電容器的右側(cè)射出,則帶電后A板的電勢為多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

豎直放置的平行金屬板A、B連接一恒定電壓,兩個(gè)電荷M和N以相同的速率分別從極板A邊緣和兩板中間沿豎直方向進(jìn)入板間電場,恰好從極板B邊緣射出電場,如圖所示,不考慮電荷的重力和它們之間的相互作用,下列說法正確的是(  )

A.兩電荷的電荷量可能相等              
B.兩電荷在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等
C.兩電荷在電場中運(yùn)動(dòng)的加速度相等      
D.兩電荷離開電場時(shí)的動(dòng)能相等

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,水平放置的兩塊平行金屬板長l =5cm,兩板間距d=1cm,兩板間電壓為U=90V,且上板帶正電,一個(gè)電子沿水平方向以速度v0=2.0×107m/s,從兩板中央射入,求:

(1)電子偏離金屬板的側(cè)位移y0是多少?
(2)電子飛出電場時(shí)的速度是多少?
(3)電子離開電場后,打在屏上的P點(diǎn),若s=10cm,求OP的長。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖8所示,電子經(jīng)加速電場(電壓為U1)后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(電壓為U2),然后飛出偏轉(zhuǎn)電場,要使電子飛不出偏轉(zhuǎn)電場可采取的措施有
A.增大U1B.減小U1C.增大U2D.減小U2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(18分)如右圖所示,勻強(qiáng)電場E=4V/m,方向水平向左,勻強(qiáng)磁場 B=2T,方向垂直紙面向里。m=1g帶正電的小物塊A,從M點(diǎn)沿絕緣粗糙的豎直壁無初速下滑,它滑行0.8m到N點(diǎn)時(shí)就離開壁做曲線運(yùn)動(dòng),在P點(diǎn)A瞬時(shí)受力平衡,此時(shí)其速度與水平方向成45°角。設(shè)P與M的高度差為1.6m。(g取10m/s2) 求:

(1)A沿壁下滑時(shí)摩擦力做的功;
(2)P與M的水平距離。

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