如图(a)所示,水平放置的平行金属板AB间的距离d=0.1m,板长L=0.3m,在金属板的左端竖直放置一带有小孔的挡板,小孔恰好位于AB板的正中间,距金属板右端
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如图(a)所示,水平放置的平行金属板AB间的距离d=0.1m,板长L=0.3m,在金属板的左端竖直放置一带有小孔的挡板,小孔恰好位于AB板的正中间,距金属板右端
题型:不详
难度:
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如图(a)所示,水平放置的平行金属板AB间的距离d=0.1m,板长L=0.3m,在金属板的左端竖直放置一带有小孔的挡板,小孔恰好位于AB板的正中间,距金属板右端x=0.5m处竖直放置一足够大的荧光屏,现在AB板间加如图(b)所示的方波形电压,已知U
0
=1.0×10
2
V,在挡板的左侧,有大量带正电的相同粒子以平行于金属板方向的速度持续射向挡板,粒子的质量m=1.0×10
-7
kg,电荷量q=1.0×10
-2
C,速度大小均为v
0
=1.0×10
4
m/s,带电粒子的重力不计,则:
(1)求电子在电场中的运动时间;
(2)求在t=0时刻进入的粒子打在荧光屏上的位置到O点的距离;
(3)请证明粒子离开电场时的速度均相同;
(4)若撤去挡板,求荧光屏上出现的光带长度。
答案
(1)
(2)
(3)
,速度与水平方向夹角
,则有
(4)
解析
试题分析:(1)进入电场的粒子在水平方向不受力,做匀速直线运动
电子在电场中运动时间
。
(2)电子在电场运动时间一共是
,根据两极板电压变换图b,竖直方向其中
电子匀加速运动,
电子匀减速直线运动,由于电压大小一样,所以加速度大小相等
离开电场时竖直方向速度
竖直方向位移
离开电场后到金属板的过程,水平方向匀速直线运动
竖直方向匀速直线运动
所以打到荧光屏的位置到O点的距离
(3)任意时刻进入的电子水平方向都是匀速直线运动,运动时间
不变,该时间刚好等于电场变化的周期。
竖直方向,根据运动时间等于一个周期可判断电压为
时运动时间为
,则电压为
时运动时间为
,所以竖直方向的速度
根据速度合成离开电场时的速度
速度与水平方向夹角
,则有
(4)挡板去后,所以粒子离开电场的速度都相同,如前一问所得。示意图如下
时刻进入的粒子,正向偏转位移最大,且运动过程没有速度反向
,
若粒子进入的位置合适,粒子可以从极板的上边沿离开电场。
时刻进入的粒子反向偏转过程中位移最大是速度减小到0的时候,若粒子位置合适,粒子此时刚好到达下极板,随后开始加速,时间为
,此粒子下面的粒子将打在下极板上而不能离开电场。
次粒子正向偏移为
根据离开粒子速度大小方向相同,判断打在荧光屏上面的光带长度为
举一反三
如图所示,实线为方向未知的三条电场线,a、b两带电粒子从电场中的O点以相同的初速度飞出.仅在电场力作用下,两粒子的运动轨迹如图中虚线所示,则( )
A.a一定带正电,b一定带负电
B.a电势能减小,b电势能增大
C.a和b加速度都增大
D.a和b的动能一定都增大
题型:不详
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如图所示,边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场电量为q、动能为E
k
的带电粒子从a点沿ab方向进入电场,不计重力。
(1)若粒子从c点离开电场,求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能;
(2)若粒子离开电场时动能为E
k
’,则电场强度为多大?
题型:不详
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某同学设计了一种静电除尘装置,如图1所示,其中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道,其前、后面板为绝缘材料,上、下面板为金属材料。图2是装置的截面图,上、下两板与电压恒定为U的高压直流电源相连。带负电的尘埃被吸入矩形通道的水平速度为v
0
,当碰到下板后其所带电荷被中和,同时被收集。将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值,称为除尘率。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。要增大除尘率,则下列措施可行的是
A.只增大电压U
B.只增大长度L
C.只增大高度d
D.只增大尘埃被吸入水平速度v
0
题型:不详
难度:
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长为L的平行金属板,板间形成匀强电场,一个带电为+q、质量为m的带电粒子,以初速v
0
紧贴上板垂直于电场线方向射入该电场,刚好从下板边缘射出,末速度恰与下板成30°,不计粒子重力,则匀强电场的场强大小E=__________,两板间的距离d=__________
题型:不详
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一粒子从A点射入电场,从B点射出,电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示,图中左侧前三个等势面平行,不计粒子的重力,下列说法正确的有( )
A.粒子受到的电场力先不变后增大
B.粒子的速度不断增大
C.粒子的加速度先不变,后变小
D.若粒子从A点关于虚线对称的A′点射入电场后,将从B点关于虚线对称的B′点射出电场
题型:不详
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