如图所示,一电量为q的正电荷由静止经电压U0加速后,进入两块间距为d、电压为U的平行金属板之间,若质子从两板正中间垂直于电场方向射入,且刚好能从极板边缘穿出电场

如图所示,一电量为q的正电荷由静止经电压U0加速后,进入两块间距为d、电压为U的平行金属板之间,若质子从两板正中间垂直于电场方向射入,且刚好能从极板边缘穿出电场

题型:不详难度:来源:
如图所示,一电量为q的正电荷由静止经电压U0加速后,进入两块间距为d、电压为U的平行金属板之间,若质子从两板正中间垂直于电场方向射入,且刚好能从极板边缘穿出电场.不让重力,试求:
(1)金属板的长度L;
(2)质子穿出电场时的动能.魔方格
答案
(1)在加速过程根据动能定理得:
eU0=
1
2
m
v20

解得到质子射出加速电场的速度v0=


2eU0
m

粒子在竖直方向:y=
d
2
=
1
2
at2

又a=
eU
md

在水平方向:x=L=v0t
联立上式得到
d
2
=
1
2
×
eU
md
×(
L
v0
)2

代入数据得L=d


2U0
U

(2)从刚开始到射出电场的过程中运用动能定理得:
1
2
mv2=e(U0+
U
2
)
  
答:(1)金属板的长L为d


2U0
U

(2)质子穿出电场时的动能(质子的电量为e)为e(U0+
U
2
);
举一反三
如图所示,一电子以初速v沿与金属板平行的方向飞入两板间,在下列哪种情况下,电子将向N板偏转(  )
A.开关K接通瞬间
B.断开开关K瞬间
C.接通K后,变阻器滑动触头向右迅速滑动
D.接通K后,变阻器滑动触头向左迅速滑动
魔方格
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如图所示,两加上电压的水平平行金属板之间放了一薄带电金属网,形成了上下两个匀强电场空间,场强分别为E1、E2.两不计重力的带电微粒从离开金属网d1、d2处先后水平射入电场(不考虑两微粒间的库仑力),运动轨迹与金属网相交于同一点,则(  )
A.两微粒一定带异种电荷
B.若两微粒初速度相同,则到达金属网所用的时间相同
C.不改变其他物理量,仅将E1 和d1同时减半,两粒子仍然能相交于同一点
D.若E1>E2,d1=d2,则上方微粒的荷质比(带电量与质量的比值)较大
魔方格
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在真空中有水平放置的两个平行、正对金属平板,板长为l,两板间距离为d,在两极板间加一交变电压u=Umsinωt.现有质量为m,电荷量为e的电子以速度v( v接近光速的1/20)从两极板左端中点沿水平方向连续不断地射入两平行板之间.若电子经过两极板间的时间相比交变电流的周期可忽略不计,不考虑电子间的相互作用和相对论效应,则(  )
A.当Um
md2v2
el2
时,所有电子都能从极板的右端射出
B.当Um
md2v2
el2
时,将没有电子能从极板的右端射出
C.当Um=
2md2v2
el2
时,有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之比为1:2
D.当Um=


2
md2v2
el2
时,有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之比为1:


2
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一个质量为m,带电量为+q的小球自由下落一段时间后,进入一个水平向右的匀强电场,场强大小为E=
mg
q
,则下列四个图中,能正确表示小球在电场中运动轨迹的是(  )
A.
魔方格
B.
魔方格
C.
魔方格
D.
魔方格
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如图所示,地面附近的坐标系xoy在竖直平面内,空气有沿水平方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场,在x<0的空间内还有沿x轴负方向、场强大小为E的匀强电场.一个带正电的油滴经图中x轴上的M点,沿与水平方向成a=30°角斜向下的直线运动,进入x>0的区域.要使油滴进入x>0的区域后能在竖直平面内做匀速圆周运动,需在x>0区域加一个匀强电场.若带电油滴做圆周运动通过x轴上的N点,且MO=ON,重力加速度为g,求:
(1)油滴运动的速度大小;
(2)在x>0区域内所加电场的场强大小及方向;
(3)油滴从M点到N点所用的时间.魔方格
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