如图,一个电子以速度v0=6.0×106m/s和仰角α=45°从带电平行板电容器的下板边缘向上板飞行。两板间场强E=2.0×104V/m,方向自下向上。若板间距

如图,一个电子以速度v0=6.0×106m/s和仰角α=45°从带电平行板电容器的下板边缘向上板飞行。两板间场强E=2.0×104V/m,方向自下向上。若板间距

题型:不详难度:来源:
如图,一个电子以速度v0=6.0×106m/s和仰角α=45°从带电平行板电容器的下板边缘向上板飞行。两板间场强E=2.0×104V/m,方向自下向上。若板间距离d=2.0×10-2m,板长L=10cm,问此电子能否从下板射至上板?它将击中极板的什么地方?
答案
见解析
解析

【错解分析】错解:规定平行极板方向为x轴方向;垂直极板方向为y轴方向,将电子的运动分解到坐标轴方向上。由于重力远小于电场力可忽略不计,则y方向上电子在电场力作用下做匀减速运动,速度最后减小到零。
∵vt2-v02=2as    y=d=s  vt=0




即电子刚好击中上板,击中点离出发点的水平位移为3.99×10-2(m)。
错解中,令来求加速度。这就意味着y方向的位移已经假定为d,(击中了上板)再求y为多少,就犯了循环论证的错误,修改了原题的已知条件。
【正解】应先计算y方向的实际最大位移,再与d进行比较判断。

在y方向的最大高度为
由于ym<d,所以电子不能射至上板。

【点评】因此电子将做一种抛物线运动,最后落在下板上,落点与出发点相距1.03cm。
斜抛问题一般不要求考生掌握用运动学方法求解。用运动的合成分解的思想解此题,也不是多么困难的事,只要按照运动的实际情况把斜抛分解为垂直于电场方向上的的匀速直线运动,沿电场方向上的坚直上抛运动两个分运动。就可以解决问题。
举一反三
1000eV的电子流在两极板中央斜向上方进入匀强电场,电场方向竖直向上,它的初速度与水平方向夹角为30°,如图。为了使电子不打到上面的金属板上,应该在两金属板上加多大电压U?
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一带电粒子从电场中的A点运动到B点,径迹如图中虚线所示,不计粒子所受重力,则下列说法正确的是
A.粒子带正电B.粒子的速度逐渐减小
C.粒子的加速度逐渐增大D.粒子的电势能减小

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如图所示,有一质子()经电压U0加速后,进入两块间距为d电压为U的平行金属板间,若质子从两板正中间垂直电场方向射入,且正好能穿出电场,求

(1)金属板的长L;       
(2)质子穿出电场时的动能EK;
(3)若题中质子改为α粒子(, 带正电),则(1)(2)中的问题结果分别是多少?(本问可直接写出结果)
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一带电粒子只在电场力的作用下沿图中曲线从J到K穿过   一匀强电场,a、b、c、d为该电场的等势面,其中有φabcd,若不计粒子的重力,可以确定(  )
A.粒子带正电
B.从J到K粒子的电势能增加
C.粒子带负电
D.粒子从J到K运动过程中的动能与电势能之和不变

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如图所示,两个带等量异种电荷、竖直放置的、电容为C、间距为d的平行金属板,两板之间的电场可视为匀强电场。一个质量为m,带电量为-q的小球,用长为LL<d)的不可伸长细线悬挂于O点,将小球拉至水平位置M,由静止释放,当小球向下摆过60°到达N点时,速度恰为零。(细线始终处于伸直状态)则:

(1)左极板带电量Q是多少?
(2)小球到达N点时的加速度大小是多少?
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