(11分)如圖所示,真空中水平放置的兩個相同極板Y和Y'長為L,相距d,足夠大的豎直屏與兩板右側(cè)相距b.在兩板間加上可調(diào)偏轉(zhuǎn)電壓U,一束質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子(不計重力)從兩板左側(cè)中點A以初速度v0沿水平方向射入電場且能穿出.

(1)證明粒子飛出電場后的速度方向的反向延長線交于兩板間的中心O點;
(2)求兩板間所加偏轉(zhuǎn)電壓U的范圍;
(3)求粒子可能到達屏上區(qū)域的長度.

(1)見解析(類平拋運動)(2)(3)

解析試題分析:(1)設(shè)粒子在運動過程中的加速度大小為a,離開偏轉(zhuǎn)電場時偏轉(zhuǎn)距離為y,沿電場方向的速度為vy,偏轉(zhuǎn)角為θ,其反向延長線通過O點,O點與板右端的水平距離為x,如下圖,則有

y= ①
 ②
  
 
聯(lián)立可得   即粒子飛出電場后的速度方向的反向延長線交于兩板間的中心.
(2)粒子在勻強電場中為類平拋運動,  ③      ④
由①②③④式解得
時, 則兩板間所加電壓的范圍 
(3)當時,粒子在屏上側(cè)向偏移的距離最大(設(shè)為y0),則

解得
根據(jù)對稱性,粒子可能到達屏上區(qū)域的長度為 
考點:帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的運動

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題


如圖所示,電子從燈絲K發(fā)出(初速度不計),在KA間經(jīng)加速電壓U1加速后,從A板中心小孔射出,進入由M、N兩個水平極板構(gòu)成的偏轉(zhuǎn)電場, M、N兩板間的距離為d,電壓為U2,板長為L,電子進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度與電場方向垂直,射出時沒有與極板相碰。已知電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,不計電子的重力及它們之間的相互作用力。求:

(1)電子穿過A板小孔時的速度大小v;
(2)電子在偏轉(zhuǎn)電場中的運動時間t;
(3)電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時沿垂直于板方向偏移的距離y。

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(10分)如下圖所示,勻強電場中A、B、C三點構(gòu)成一個直角三角形,把電荷量q=-2×10-10C的點電荷由A點移動到B點,電場力做功4.8×10-8 J,再由B點移到C點電荷克服電場力做功4.8×10-8 J,取B點的電勢為零,求A、C兩點的電勢及勻強電場的場強方向.

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如圖甲所示,兩個平行金屬板P、Q豎直放置,兩板間加上如圖乙所示的電壓。t=0時,Q板比P板電勢高5V,此時在兩板的正中央M點有一個電子僅受電場力作用從靜止開始運動,假設(shè)電子始終未與兩板相碰。在0<t<8×10 10s的時間內(nèi),這個電子處于M點的右側(cè)、速度向左且逐漸減小的時間范圍是。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

一束電子流在經(jīng)U=2500 V的加速電壓加速后,在距兩極板等距處垂直進入平行板間的勻強電場,如圖所示,若兩板間距d="1.0" cm,板長l="5.0" cm,那么,要使二價負離子能從平行板間飛出,兩個極板上最多能加多大電壓?

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如圖所示,一束初速不計的電子流在經(jīng)U =5000V的加速電壓加速后,在距兩極板等距處垂直進入平行板間的勻強電場,如圖所示,若板間距離d =1.0cm,板長l =5.0cm,那么,要使電子能從平行板間飛出,兩個極板上最多能加多大電壓?(不計重力作用)。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(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.

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

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長為L的平行金屬板水平放置,兩極板帶等量的異種電荷,板間形成勻強電場,一個帶電量為+q、質(zhì)量為m的帶電粒子,以初速度v0緊貼上極板垂直于電場線方向進入該電場,剛好從下極板邊緣射出,射出時速度恰與下極板成30º角,如圖所示,不計粒子重力,

求:(1)粒子末速度的大小 (2)勻強電場的場強  (3)兩板間的距離

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(18分)如圖所示,在鉛版A上放一個放射源C可向各個方向射出速率為v的β射線,B為金屬網(wǎng),A、B連接在電路上,電源電動勢為,內(nèi)阻為r,滑動變阻器總阻值為R.圖中滑動變阻器滑片置于中點,A、B間距為d,M為熒光屏(足夠大),它緊挨者金屬網(wǎng)外側(cè),已知β粒子的質(zhì)量為m,電荷量e,不計β射線所形成的電流對電路的影響, 求:

(1)閉合開關(guān)S后,AB間的場強的大小是多少?
(2)β粒子到達金屬網(wǎng)B的最長時間?
(3)切斷開關(guān)S,并撤去金屬網(wǎng)B,加上垂直紙面向內(nèi)、范圍足夠大的勻強磁場,磁感應強度大小為B,設(shè)加上B后β粒子仍能到達熒光屏。這時在豎直方向上能觀察到熒光屏亮區(qū)的長度是多?

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