一束电子流在U1=500V的电压作用下加速度后垂直于平行板间的匀强电场飞入两板间的中央,如图所示.若平行板间的距离d=1cm,板长l=5cm,求:至少在平行板上

一束电子流在U1=500V的电压作用下加速度后垂直于平行板间的匀强电场飞入两板间的中央,如图所示.若平行板间的距离d=1cm,板长l=5cm,求:至少在平行板上

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一束电子流在U1=500V的电压作用下加速度后垂直于平行板间的匀强电场飞入两板间的中央,如图所示.若平行板间的距离d=1cm,板长l=5cm,求:至少在平行板上加多大电压U2才能使电子不再飞出平行板?魔方格
答案
电子经U1加速时,电场力做正功,根据动能定理可得
   eU1=
1
2
m
v20
       
电子飞入平行板电场后做类平抛运动,在水平方向电子做匀速直线运动.
当使电子恰好不飞出平行板时,电子轨迹与下边缘相切,最大运动时间
  t=
L
v0

在竖直方向电子做初速度为零的匀加速直线运动,其加速度为
a=
eU2
md

根据运动学公式
d
2
=
1
2
at2
由以上各式解得:U2=2U1
d2
L2
=40V 
答:至少在平行板上加40V电压U2才能使电子不再飞出平行板.
举一反三
如图所示,足够长的传送带以恒定速率顺时针运行,将一个物体轻轻放在传送带底端,第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度,第二阶段与传送带相对静止,匀速运动到达传送带顶端.下列说法正确的是(  )
A.第一阶段摩擦力对物体做正功,第二阶段摩擦力对物体不做功
B.第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加
C.第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加
D.物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程物体与传送带间的摩擦生热
魔方格
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如图所示,质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面,其运动的加速度大小为
3
4
g
,此物体在斜面上上升的最大高度为h,则在这个过程中物体(  )
A.重力势能增加了
3
4
mgh
B.克服摩擦力做功
1
4
mgh
C.动能损失了
3
2
mgh
D.机械能损失了
1
2
mgh
魔方格
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下列说法可能正确的是(  )
A.物体受拉力作用向上运动,拉力做的功与物体重力势能的增加量可能不相等
B.物体受拉力作用向上匀速运动,拉力做的功与物体重力势能的增加量能不相等
C.物体运动,重力做的功与重力势能的增加量可能不相等
D.没有摩擦时物体由A沿直线运动到B克服重力做的功与有摩擦时物体由A沿曲线运动到B克服重力做的功可能不相等
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如图所示,电场中一带电粒子沿虚线轨迹由a向b运动,若不计重力,则带电粒子的(  )
A.动能减小B.电势能减小
C.加速度减小D.动能和电势能总和减小
魔方格
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如图所示,水平放置的两平行金属板长为L,间距为d,板间电压为U,一束电子均以速度v平行金属板射入电场中,欲使所有电子都不从板间飞出,则两板电压U至少为多少?(电子电量为e,质量为m)魔方格
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