如圖所示為研究電子槍中電子在電場中運(yùn)動的簡化模型示意圖。在Oxy平面的ABCD區(qū)域內(nèi)，存在兩個場強(qiáng)大小均為E的勻強(qiáng)電場I和II，兩電場的邊界均是邊長為L的正方形（不計電子所受重力）。若在該區(qū)域AB邊的中點(diǎn)處由靜止釋放質(zhì)量為m，帶電量為e的電子：

（1）求電子離開勻強(qiáng)電場I時的速度；
（2）求電子離開勻強(qiáng)電場II的位置（位置坐標(biāo)用L表示）

(1) ；（2）（-2L，）

解析試題分析:（1）電子在區(qū)域Ⅰ中運(yùn)動時，由動能定理得：
eEL= 得：v=
（2）電子從CD區(qū)域右側(cè)中點(diǎn)進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅲ勻強(qiáng)電場中做類平拋運(yùn)動，水平方向做勻速直線運(yùn)動，豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動．設(shè)電子的質(zhì)量為m，電量為e，假設(shè)電子從CD邊射出，出射點(diǎn)縱坐標(biāo)為y，勻變速直線運(yùn)動公式有：

解得：y=，所以原假設(shè)成立，即電子離開ABCD區(qū)域的位置坐標(biāo)為（-2L，）
考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動；平拋運(yùn)動

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖，板間距為d、板長為4d的水平金屬板A和B上下正對放置，并接在電源上．現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電量＋q的質(zhì)點(diǎn)沿兩板中心線以某一速度水平射入，當(dāng)兩板間電壓U＝U0，且A接負(fù)時，該質(zhì)點(diǎn)就沿兩板中心線射出；A接正時，該質(zhì)點(diǎn)就射到B板距左端為d的C處．取重力加速度為g，不計空氣阻力．求

（1）質(zhì)點(diǎn)射入兩板時的速度；
（2）當(dāng)A接負(fù)時，為使帶電質(zhì)點(diǎn)能夠從兩板間射出，兩板所加恒定電壓U的范圍．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

能的轉(zhuǎn)化與守恒是自然界普遍存在的規(guī)律，如：電源給電容器的充電過程可以等效為將電荷逐個從原本電中性的兩極板中的一個極板移到另一個極板的過程. 在移動過程中克服電場力做功，電源的電能轉(zhuǎn)化為電容器的電場能．實(shí)驗表明:電容器兩極間的電壓與電容器所帶電量如圖所示．

（1）對于直線運(yùn)動，教科書中講解了由v-t圖像求位移的方法．請你借鑒此方法，根據(jù)圖示的Q-U圖像，若電容器電容為C，兩極板間電壓為U，求電容器所儲存的電場能．
（2）如圖所示，平行金屬框架豎直放置在絕緣地面上．框架上端接有一電容為C的電容器．框架上一質(zhì)量為m、長為L的金屬棒平行于地面放置，離地面的高度為h．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與框架平面相垂直．現(xiàn)將金屬棒由靜止開始釋放，金屬棒下滑過程中與框架接觸良好且無摩擦．開始時電容器不帶電，不計各處電阻．

求a. 金屬棒落地時的速度大小
b. 金屬棒從靜止釋放到落到地面的時間

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，帶等量異種電荷的兩塊相互平行的金屬板AB、CD長都為L，兩板間距為d，其間為勻強(qiáng)電場，當(dāng)兩極板電壓U0為時，有一質(zhì)量為m，帶電量為q的質(zhì)子緊靠AB板上的上表面以初速度V0射入電場中，設(shè)質(zhì)子運(yùn)動過程中不會和CD相碰，求：

(1)當(dāng)t= L/2V0時，質(zhì)子在豎直方向的位移是多大?
(2)當(dāng)t= L/2V0時，突然改變兩金屬板帶電性質(zhì)，且兩板間電壓為U1，質(zhì)子恰能沿B端飛出電場，求電壓U1、U0的比值是多大?

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy中，第Ⅰ象限內(nèi)有平行于軸的勻強(qiáng)電場，方向沿y軸正方向；第Ⅳ象限的正三角形abc區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，方向垂直于xOy平面向里。正三角形邊長為L，且邊與y軸平行。質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，從y軸上的P（0，h）點(diǎn)，以大小為v0的速度沿x軸正方向射入電場，通過電場后從x軸上的a（2h，0）點(diǎn)進(jìn)入第Ⅳ象限，又經(jīng)過磁場從y軸上的某點(diǎn)進(jìn)入第Ⅲ象限，且速度與y軸負(fù)方向成45°角，不計粒子所受的重力。試求：

（1）電場強(qiáng)度的大小。
（2）粒子到達(dá)a點(diǎn)時速度的大小和方向。
（3）△abc區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，水平放置的平行板電容器，與某一電源相連，它的極板長L＝0.4 m，兩板間距離d＝4×10－3 m，有一束由相同帶電微粒組成的粒子流，以相同的速度v0從兩板中央平行極板射入，開關(guān)S閉合前，兩板不帶電，由于重力作用微粒能落到下板的正中央，已知微粒質(zhì)量為m＝4×10－5 kg，電量q＝＋1×10－8 C．(g＝10 m/s2)求：

(1)微粒入射速度v0為多少？
(2)為使微粒能從平行板電容器的右邊射出電場，電容器的上板應(yīng)與電源的正極還是負(fù)極相連？
所加的電壓U應(yīng)取什么范圍？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示為研究電子槍中電子在電場中運(yùn)動的簡化模型示意圖．在xOy平面的第一象限，存在以x軸、y軸及雙曲線的一段(0≤x≤L,0≤y≤L)為邊界的勻強(qiáng)電場區(qū)域Ⅰ；在第二象限存在以x＝－L、x＝－2L、y＝0、y＝L的勻強(qiáng)電場區(qū)域Ⅱ.兩個電場大小均為E，不計電子所受重力，電子的電荷量為e，則：

(1)求從電場區(qū)域Ⅰ的邊界B點(diǎn)（B點(diǎn)的縱坐標(biāo)為L）處由靜止釋放電子，到達(dá)區(qū)域Ⅱ的M點(diǎn)時的速度；
(2) 求（1）中的電子離開MNPQ時的坐標(biāo)；
(3)證明在電場區(qū)域Ⅰ的AB曲線上任何一點(diǎn)處，由靜止釋放電子恰能從MNPQ區(qū)域左下角P點(diǎn)離開；

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）兩根光滑的長直金屬導(dǎo)軌MN、M′N′平行置于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l，電阻不計，M、M′處接有如圖所示的電路，電路中各電阻的阻值均為R，電容器的電容為C.長度也為l、阻值同為R的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中．a(chǎn)b在外力作用下向右勻速運(yùn)動且與導(dǎo)軌保持良好接觸，在ab運(yùn)動距離為x的過程中，整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q.求：

(1)ab運(yùn)動速度v的大��；
(2)電容器所帶的電荷量q.

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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 =5000V的加速電壓加速后，在距兩極板等距處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場，如圖所示.若兩板間距d ="1.0" cm，板長l ="5.0" cm，那么，要使電子能 從平行板間飛出，兩個極板上最多能加多大電壓？

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同步練習(xí)冊答案