如图所示,在两条平行的虚线内存在着宽度为L、场强为E的匀强电场,在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏。现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子(重力不计),
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如图所示,在两条平行的虚线内存在着宽度为L、场强为E的匀强电场,在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏。现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子(重力不计),
题型:同步题
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如图所示,在两条平行的虚线内存在着宽度为L、场强为E的匀强电场,在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏。现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子(重力不计),以垂直于电场线方向的初速度v
0
射入电场中,v
0
方向的延长线与屏的交点为O。试求:
(1)粒子从射入到打到屏上所用的时间;
(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tanα;
(3)粒子打到屏上的点P到O点的距离x。
答案
解:(1)根据题意,粒子在垂直于电场线的方向上做匀速直线运动,所以粒子从射入到打到屏上所用的时间t=
(2)设粒子射出电场时沿平行电场线方向的速度为v
y
根据牛顿第二定律,粒子在电场中的加速度为:a=
所以v
y
=a
所以粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值为tanα=
(3)设粒子在电场中的偏转距离为y,则
y=
又x=y+Ltan α
解得:x=
举一反三
如图所示,有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场,当偏转电压为U
1
时,带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出;当偏转电压为U
2
时,带电粒子沿②轨迹落到B板中间;设粒子两次射入电场的水平速度相同,则两次偏转电压之比为
[ ]
A.U
1
∶U
2
=1∶8
B.U
1
∶U
2
=1∶4
C.U
1
∶U
2
=1∶2
D.U
1
∶U
2
=1∶1
题型:同步题
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如图所示,水平放置的平行板电容器,与某一电源相连,它的极板长L=0.4 m,两板间距离d=4×10
-3
m,有一束由相同带电微粒组成的粒子流,以相同的速度v
0
从两板中央平行极板射入,开关S闭合前,两板不带电,由于重力作用微粒能落到下板的正中央,已知微粒质量为m=4×10
-5
kg,电荷量q=+1×10
-8
C。(g=10 m/s
2
)求:
(1)微粒入射速度v
0
为多少?
(2)为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场,电容器的上板应与电源的正极还是负极相连?所加的电压U应取什么范围?
题型:同步题
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如图所示,一束带电粒子(不计重力)垂直电场方向进入偏转电场,试讨论在以下情况中,粒子应具有什么条件,才能得到相同的偏转距离y和偏转角θ,已知粒子的电荷量为q,质量为m,极板长度l,间距d,电势差为U,l、d、U为定值,q、m为不定值。
(1)以相同的初速度v
0
进入偏转电场;
(2)以相同的初动能E
k0
进入偏转电场;
(3)先由同一电场直线加速后再进入偏转电场。
题型:同步题
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一束质量为m、电荷量为q的带电粒子以平行于两极板的速度v
0
进入匀强电场,如图所示。如果两极板间电压为U、两极板间的距离为d、板长为L。设粒子束不会击中极板,则粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为____。(粒子的重力忽略不计)
题型:同步题
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两平行金属板A、B水平放置,一个质量为m=5×10
-6
kg的带电粒子,以v
0
=2 m/s的水平速度从两板正中位置射入电场,如图所示,A、B两板间距离为d=4 cm,板长L=10 cm。(g=10 m/s
2
)
(1)当A、B间的电压为U
AB
=1000V时,粒子恰好不偏转,沿图中虚线射出电场,求该粒子的电荷量和电性。
(2)令B板接地,欲使该粒子射出偏转电场,求A板所加电势的范围。
题型:同步题
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