如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图.在Oxy平面的ABCD区域内,存在两个大小均为E的匀强电场I和II,两电场的边界均是边长为L的正方形(不
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如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图.在Oxy平面的ABCD区域内,存在两个大小均为E的匀强电场I和II,两电场的边界均是边长为L的正方形(不
题型:不详
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如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图.在Oxy平面的ABCD区域内,存在两个大小均为E的匀强电场I和II,两电场的边界均是边长为L的正方形(不计粒子所受重力).在该区域AB边的中点处由静止释放电子,求:
(1)电子进入电场II时的速度?
(2)电子离开ABCD区域的位置?
(3)电子从释放开始到离开电场II过程中所经历的时间?
答案
(1)电子在区域Ⅰ中运动时,由动能定理得:
eEL=
1
2
mv
2
得:v=
2eEL
m
…①
(2)电子从CD区域右侧中点进入区域Ⅲ匀强电场中做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动.设电子的质量为m,电量为e,假设电子从CD边射出,出射点纵坐标为y,匀变速直线运动公式有:
L
2
-y=
1
2
a
t2=
eE
2m
(
L
v
)
2
…②
联立①②得:y=
1
4
L
,所以原假设成立,即电子离开ABCD区域的位置坐标为(-2L,
1
4
L).
(3)设电子在区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ运动的时间分别为t
1
、t
2
、t
3
,则:
L=
v
2
t
1
… ③
L=vt
2
…④
L=vt
3
…⑤
电子运动的总时间为:t=t
1
+t
2
+t
3
,
联立解得:t=
8mL
eE
答:(1)电子进入电场II时的速度为
2eEL
m
.
(2)电子离开ABCD区域的坐标为(-2L,
1
4
L).
(3)电子从释放开始到离开电场II过程中所经历的时间为
8mL
eE
.
举一反三
如图所示,一个带负电的油滴以初速v
0
从P点倾斜向上进入水平方向的匀强电场中若油滴到达最高点C时速度大小仍为v
0
,则油滴最高点的位置在( )
A.P点的左上方
B.P点的右上方
C.P点的正上方
D.上述情况都可能
题型:开封模拟
难度:
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如图所示,一个人用一根长1m,只能承受46N拉力的绳子,拴着一个质量为1kg的小球,在竖直平面内做圆周运动.已知圆心O离地面h=6m,转动中小球在最低点时绳子断了.
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(2)绳断后,小球落地点与抛出点间的水平距离.
题型:不详
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从离地面高H处以水平速度v
0
抛出一石块A,又在地面上某处以足够大的初速v
0
′竖直向上抛出一石块B,问当符合什么条件时,两石块才能在空中相碰.
题型:不详
难度:
|
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半径为R的光滑半圆球固定在水平面上,顶部有一小物体m,如图所示,今给小物体一个水平初速度
v
0
=
gR
,则物体将( )
A.沿球面滑至m点
B.先沿球面滑至某点N再离开球面做斜下抛运动
C.按半径大于R的新圆弧轨道运动
D.立即离开半球面作平抛运动
题型:不详
难度:
|
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质量为1×10
-2
kg的氢气球,受到浮力的大小为0.12N,距天花板距离为4m.今沿水平方向以3m/s速度拍出(不计空气阻力),当它到达天花板时,水平位移是______,速度的大小为______(g取10m/s
2
).
题型:虹口区一模
难度:
|
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