(20分)如图(甲)所示,A、B为两块距离很近的平行金属板,板中央有小孔O和O',一束电子以初动能E0=120eV,从小孔O不断地垂直于A板射入A、B之间,在B
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(20分)如图(甲)所示,A、B为两块距离很近的平行金属板,板中央有小孔O和O',一束电子以初动能E0=120eV,从小孔O不断地垂直于A板射入A、B之间,在B
题型:不详
难度:
来源:
(20分)如图(甲)所示,A、B为两块距离很近的平行金属板,板中央有小孔O和O',一束电子以初动能E
0
=120eV,从小孔O不断地垂直于A板射入A、B之间,在B板右侧,平行金属板M、N关于OO'连线对称放置,在M、N之间形成一个匀强电场,金属板长L=2×10
-2
m,板间距离d=4×10
-3
m,偏转电场所加电压为u
2
=20V,现在A、B两板间加一个如图(乙)所示的变化电压u
1
,在t=0到t=2s的时间内,A板电势低于B板,则在u
1
随时间变化的第一个周期内:
(1)在哪段时间内射入A板的电子可从B板上的小孔O'射出?
(2)在哪段时间内射入A板的电子能从偏转电场右侧飞出?
(由于A、B两板距离很近,可认为电子穿过A、B板所用的时间极短,可不计。)
答案
(1)在第一个周期内,能射出的时间段为0~2.6s以及3.4s~4.0s(2)电子能从偏转电场右侧飞出的时间为0.65s~1.35s。
解析
试题分析:(1)设电子到达O'时动能恰好为零,则
得
对应时间 t
1
="2.6s," t
2
=3.4s
可见在前半周0~2s内,电子继续加速,全部能通过;
在后半周,电子被减速,从图中可以看出,
在时间段2.6s~3.4s内电子将不能从小孔O'射出,
所以在第一个周期内,能射出的时间段为0~2.6s以及3.4s~4.0s。
(2)设电子从O'射出时的速度为V
1
,要使电子能从偏转电场右侧飞出,电子的偏移量必须小于
,即有
得
即
得
由图中可知,电子能从偏转电场右侧飞出的时间为0.65s~1.35s。
点评:本题是复合场问题,关键是分析质子的分析情况和运动情况.在偏转电场中质子做类平抛运动,采用运动的分解方法研究.
举一反三
如图所示,水平向左的匀强电场,一根不可伸长的绝缘细线长度为L,细线一端拴一个质量为m,带负电小球,另一端固定在O点,把小球拉到使细线水平的位置A,然后由静止释放,小球沿弧线运动到细线与水平方向成角
的位置B时速度为零。
(1)该小球在B点的电势能比在A点时
(大、小)。
(2)小球所受电场力与重力之比为
。
(3)小球从A到B过程中,电场力做功
。
(4)小球从A到B过程中,最大动能为
。
题型:不详
难度:
|
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如图所示,ABCD为竖直放在场强为E=10
4
V/m水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的BCD部分是半径为R的圆形轨道,轨道的水平部分与其半圆相切,A为水平轨道上的一点,而且AB=R=0.2m,把一质量m=0.1kg、带电荷量q=+1×10
-4
C的小球放在水平轨道的A点由静止开始释放,小球在轨道的内侧运动。(g取10m/s
2
)求:
(1)小球到达D点时对轨道压力是多大?
(2)若让小球安全通过轨道,开始释放点离B点至少多远?
题型:不详
难度:
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如图所示,圆心在原点、半径为R的圆将xOy平面分为两个区域,在圆内区域Ⅰ(r≤R)和圆外区域Ⅱ(r>R)分别存在两个磁场方向均垂直于XOY平面的匀强磁场;垂直于XOY平面放置了两块平面荧光屏,其中荧光屏甲平行于X轴放置在Y轴坐标为-2.22R的位置,荧光屏乙平行于Y轴放置在X轴坐标为3.5R的位置。现有一束质量为m、电荷量为q(q>0)、动能为E
0
的粒子从坐标为(-R,0)的A点沿X轴正方向射入区域Ⅰ,最终打在荧光屏甲上,出现坐标为(0.4R, -2.2R,)的亮点
。若撤去圆外磁场,粒子打在荧光屏甲上,出现坐标为(0,-2.2R)的亮点M。此时,若将荧光屏甲沿Y轴负方向平移,则亮点的X轴坐标始终保持不变。(不计粒子重力影响)
(1)求在区域Ⅰ和Ⅱ中粒子运动速度v
1
、v
2
的大小。
(2)求在区域Ⅰ和Ⅱ中磁感应强度B
1
、B
2
的大小和方向。
(3)若上述两个磁场保持不变,荧光屏仍在初始位置,但从A点沿X轴正方向射入区域Ⅰ的粒子束改为质量为m、电荷量为-q、动能为3E
0
的粒子,求荧光屏上的亮点的位置。
题型:不详
难度:
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如图所示,空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,电场和磁场相互垂直。在电磁场区域中,有一个固定在竖直平面内的光滑绝缘圆环,环上套有一个带正电的小球。
O
点为圆环的圆心,
a
、
b
、
c
为圆环上的三个点,
a
点为最高点,
c
点为最低点,
bO
沿水平方向。已知小球所受电场力与重力大小相等。现将小球从环的顶端
a
点由静止释放,下列判断正确的是
A.当小球运动到
b
点时,洛伦兹力最大
B.当小球运动到
c
点时,小球受到的支持力一定大于重力
C.小球从
a
点运动到
b
点,重力势能减小,电势能增大
D.小球从
b
点运动到
c
点,电势能增大,动能先增大后减小
题型:不详
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如图所示,
和
为固定在绝缘水平面上两平行光滑金属导轨,导轨左端
间接有阻值为
=
导线;导轨右端接有与水平轨道相切、半径
内壁光滑的半圆金属轨道。导轨间距
,电阻不计。导轨所在平面
区域内有竖直向上
的匀强磁场。导轨上长度也为
、质量
、电阻
=
的金属棒
以
=
速度进入磁场区域,离开磁场区域后恰好能到达半圆轨道的最高点,运动中金属棒始终与导轨保持良好接触。已知重力加速度
=
。求:
(1)金属棒
刚滑出磁场右边界
时的速度
的大小;
(2)金属棒滑过磁场区的过程中,导线
中产生的热量
。
题型:不详
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